KR102151837B1 - 용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성 - Google Patents

용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성 Download PDF

Info

Publication number
KR102151837B1
KR102151837B1 KR1020167011426A KR20167011426A KR102151837B1 KR 102151837 B1 KR102151837 B1 KR 102151837B1 KR 1020167011426 A KR1020167011426 A KR 1020167011426A KR 20167011426 A KR20167011426 A KR 20167011426A KR 102151837 B1 KR102151837 B1 KR 102151837B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitive sensing
coupled
input
signal
display
Prior art date
Application number
KR1020167011426A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160064212A (ko
Inventor
크리스토퍼 에이 러든
Original Assignee
시냅틱스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US201361885999P priority Critical
Priority to US61/885,999 priority
Priority to US14/219,996 priority
Priority to US14/219,996 priority patent/US9298299B2/en
Application filed by 시냅틱스 인코포레이티드 filed Critical 시냅틱스 인코포레이티드
Priority to PCT/US2014/056002 priority patent/WO2015050700A1/en
Publication of KR20160064212A publication Critical patent/KR20160064212A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102151837B1 publication Critical patent/KR102151837B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426Layout of electrodes and connections
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264Details of driving circuits
    • G09G2310/0275Details of drivers for data electrodes, other than drivers for liquid crystal, plasma or OLED displays, not related to handling digital grey scale data or to communication of data to the pixels by means of a current
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/06Handling electromagnetic interferences [EMI], covering emitted as well as received electromagnetic radiation

Abstract

본 개시의 실시형태들은 일반적으로 디스플레이 디바이스에 디스플레이 업데이팅 신호들을 제공하고 그리고 또한 통합 입력 디바이스 내에 배치되는 센서 전극에 용량성 센싱 신호를 제공하도록 구성되는 통합 제어기를 갖는 통합 제어 시스템을 제공한다. 본 명세서에서 설명된 내부 및/또는 외부 신호 라우팅 구성들은 종래 디바이스들에서 통상 확인된 신호 라우팅 복잡도를 감소시키고 그리고 통합 제어 시스템 내의 디스플레이 라우팅, 용량성 센싱 라우팅 및/또는 다른 컴포넌트들 사이에 형성된 용량성 커플링에 의해 생성된 전기적 간섭의 영향을 감소시키도록 적응될 수 있다. 실시형태들은 또한, 통합 제어 시스템 내에서 수신된, 송신된 및 프로세싱된 디스플레이 및 터치 센싱 신호들 상의 전자기 간섭 (EMI) 을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.Embodiments of the present disclosure generally provide an integrated control system having an integrated controller configured to provide display updating signals to a display device and also to provide a capacitive sensing signal to a sensor electrode disposed within the integrated input device. The internal and/or external signal routing configurations described herein reduce the signal routing complexity typically found in conventional devices, and display routing, capacitive sensing routing, and/or capacitive formed between other components within an integrated control system. It can be adapted to reduce the effect of electrical interference generated by the coupling. Embodiments may also be used to reduce electromagnetic interference (EMI) on received, transmitted and processed display and touch sensing signals within an integrated control system.
Figure R1020167011426

Description

용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성{MULTI-SENSOR TOUCH INTEGRATED DISPLAY DRIVER CONFIGURATION FOR CAPACITIVE SENSING DEVICES}Multi-sensor touch integrated display driver configuration for capacitive sensing devices {MULTI-SENSOR TOUCH INTEGRATED DISPLAY DRIVER CONFIGURATION FOR CAPACITIVE SENSING DEVICES}

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 근접 센싱 디바이스의 센싱 영역 위의 입력 오브젝트의 포지션을 센싱하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention generally relate to a system and method for sensing a position of an input object on a sensing area of a proximity sensing device.

터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들이라고도 흔히 불리는, 근접 센서 디바이스들을 포함한 입력 디바이스들은 다양한 전자 시스템들에서 널리 사용된다. 근접 센서 디바이스는 통상 센싱 영역을 포함하며, 그 센싱 영역에서 근접 센서 디바이스는 손가락과 같은 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 위치 및/또는 모션을 결정한다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템에 대한 인터페이스들을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터들에 통합되거나 또는 그 주변에 있는 불투명 터치패드들과 같은 보다 큰 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 또한 셀룰러 폰들에 통합된 터치 스크린들과 같은 보다 작은 컴퓨팅 시스템들에서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 통상, 전자 또는 컴퓨팅 시스템에서 확인된 디스플레이 또는 입력 디바이스들과 같은 다른 지원 컴포넌트들과 조합하여 사용된다.Input devices, including proximity sensor devices, often referred to as touchpads or touch sensor devices, are widely used in various electronic systems. The proximity sensor device typically includes a sensing area, in which the proximity sensor device determines the presence, position and/or motion of one or more input objects such as a finger. Proximity sensor devices may be used to provide interfaces to an electronic system. For example, proximity sensor devices are often used as input devices for larger computing systems such as opaque touchpads integrated into or around notebook or desktop computers. Proximity sensor devices are also often used in smaller computing systems, such as touch screens integrated into cellular phones. Proximity sensor devices are typically used in combination with other supporting components, such as display or input devices identified in an electronic or computing system.

일부 구성들에서, 근접 센서 디바이스들은 원하는 조합된 기능을 제공하거나 또는 바람직한 완전한 디바이스 패키지를 제공하기 위해 이들 지원 컴포넌트들에 커플링된다. 많은 상업적으로 입수가능한 근접 센서 디바이스들은 용량성 또는 저항성 센싱 기법과 같은, 입력 오브젝트의 존재, 위치 및/또는 모션을 결정하기 위한 하나의 전기적 기법을 이용한다. 통상, 용량성 센싱 타입의 근접 센서 디바이스는 입력 오브젝트의 존재, 위치 및/또는 모션을 검출하기 위해 트레이스들 및 센서 전극들의 어레이를 이용한다. 트레이스는 근접 센서 디바이스에서 확인된 제어 전자기기에 센서 전극 내의 전극 영역을 접속하는 전자 컴포넌트이다.In some configurations, proximity sensor devices are coupled to these supporting components to provide the desired combined functionality or to provide a desired complete device package. Many commercially available proximity sensor devices use one electrical technique to determine the presence, position and/or motion of an input object, such as a capacitive or resistive sensing technique. Typically, a proximity sensor device of the capacitive sensing type uses an array of traces and sensor electrodes to detect the presence, position and/or motion of an input object. Traces are electronic components that connect the electrode regions in the sensor electrodes to the control electronics identified in the proximity sensor device.

또한, 통상적으로 근접 센서 디바이스들은 데스크톱 컴퓨터들용 터치 스크린, 랩톱 컴퓨터용 터치 스크린, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA) 들, 스마트 폰들 및 다른 유사한 전자 디바이스들과 같은, 터치 통합 디스플레이 디바이스를 형성하기 위해 디스플레이 생성 컴포넌트들과 통합된다. 디스플레이 내의 픽셀들을 업데이팅하기 위해 사용되는 디스플레이 회로부는 입력 오브젝트의 포지션을 센싱하기 위해 사용되는 용량성 센싱 회로부의 부분을 형성하는 트레이스들 및 센서 전극들을 통하여 흐르는 신호들을 간섭할 전기 신호를 생성한다. 따라서, 이들 상이한 타입들의 회로들을 통하여 흐르는 신호들의 전기적 간섭 및 인터랙션을 최소화하기 위해 디스플레이 회로부를 용량성 센싱 회로부로부터 물리적으로 분리하는 것이 공통이다.In addition, proximity sensor devices typically include touch screens for desktop computers, touch screens for laptop computers, netbook computers, tablets, web browsers, e-book readers, personal digital assistants (PDAs), smart phones and It is integrated with display creation components to form a touch integrated display device, such as other similar electronic devices. The display circuit unit used to update the pixels in the display generates an electric signal that will interfere with signals flowing through the sensor electrodes and traces forming a portion of the capacitive sensing circuit unit used to sense the position of an input object. Therefore, it is common to physically separate the display circuit unit from the capacitive sensing circuit unit in order to minimize electrical interference and interaction of signals flowing through these different types of circuits.

그러나, 절대 및 트랜스용량성 센싱 기법들의 사용을 포함한 새로운 터치 센싱 기술들의 출현으로, 터치 센싱 프로세스를 수행하기 위해 요구되는 센서 전극들의 수가 크게 증가하였고, 이는 또한 터치 센싱 디바이스 내의 제어 전자기기에 라우팅될 필요가 있는 트레이스들의 수를 크게 증가시켰다. 용량성 센싱 회로부를 디스플레이 업데이팅 회로부로부터 물리적으로 분리하는 것이 보통이기 때문에, 용량성 센싱 회로부는 터치 센싱을 위해 사용된 트레이스들이 디스플레이 패널의 보더 영역 (즉, 사용불가능한 영역) 주위에 또는 그 내에 라우팅되는 것을 허용하기 위해 이들 2 개의 타입들의 전기 회로들을 포함하는 임의의 집적 회로 (IC) 칩의 에지들에 통상 배치될 것이다. 절대 및/또는 트랜스용량성 센싱 기법들을 위해 요구되는 많은 수의 라우팅 트레이스들로 인해, 디스플레이의 보더들이 지나치게 커질 필요가 있다. 교대로, 일부 경우들에서 제조자들은 디스플레이 업데이팅 회로부 및 용량성 센싱 회로부를 별개의 IC 칩들로 분리하는 것에 의지할 것이며, 이는 터치 센싱 디바이스의 조각 부분 및 제조 비용을 크게 증가시킨다.However, with the advent of new touch sensing technologies, including the use of absolute and transcapacitive sensing techniques, the number of sensor electrodes required to perform the touch sensing process has increased significantly, which will also be routed to the control electronics within the touch sensing device. Greatly increased the number of traces needed. Because it is common to physically separate the capacitive sensing circuitry from the display updating circuitry, the capacitive sensing circuitry routes traces used for touch sensing around or within the border area (i.e., unusable area) of the display panel. It will typically be placed at the edges of any integrated circuit (IC) chip that contains these two types of electrical circuits to allow it to be. Due to the large number of routing traces required for absolute and/or transcapacitive sensing techniques, the borders of the display need to be too large. In turn, in some cases manufacturers will rely on separating the display updating circuitry and the capacitive sensing circuitry into separate IC chips, which greatly increases the piece and manufacturing cost of the touch sensing device.

따라서, 상기 설명된 문제들을 해결하도록 구성되는 근접 센싱 디바이스를 형성 및 사용하는 장치 및 방법에 대한 필요성이 있다. 근접 센싱 디바이스는 또한 생산하기에 비싸지 않아야 하고 그것이 바람직하게 사이징된 전자 시스템 내에 통합될 수 있도록 형성되어야 한다.Accordingly, there is a need for an apparatus and method for forming and using a proximity sensing device that is configured to solve the problems described above. The proximity sensing device must also be inexpensive to produce and must be formed so that it can be integrated into a preferably sized electronic system.

본 개시의 실시형태들은 일반적으로 디스플레이 디바이스에 디스플레이 업데이팅 신호들을 제공하고 그리고 또한 입력 디바이스 내에 배치되는 센서 전극에 용량성 센싱 신호를 제공하도록 구성되는 통합 제어기를 갖는 통합 제어 시스템을 제공한다. 본 명세서에서 설명된 내부 및/또는 외부 신호 라우팅 구성들은 종래의 디바이스들에서 통상 확인된 신호 라우팅 복잡도를 감소시키고 그리고 통합 제어 시스템 내의 디스플레이 라우팅, 용량성 센싱 라우팅 및/또는 다른 컴포넌트들 사이에 형성된 용량성 커플링에 의해 생성된 전기적 간섭의 영향을 감소시키도록 적응될 수 있다. 실시형태들은 또한 통합 제어 시스템 내에서 수신된, 송신된 및 프로세싱된 디스플레이 및 터치 센싱 신호들 상의 전자기 간섭 (EMI) 을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.Embodiments of the present disclosure generally provide an integrated control system having an integrated controller configured to provide display updating signals to a display device and also to provide a capacitive sensing signal to a sensor electrode disposed within the input device. The internal and/or external signal routing configurations described herein reduce the signal routing complexity commonly found in conventional devices, and display routing, capacitive sensing routing, and/or the capacity formed between other components within an integrated control system. It can be adapted to reduce the effects of electrical interference generated by sexual coupling. Embodiments may also be used to reduce electromagnetic interference (EMI) on received, transmitted and processed display and touch sensing signals within an integrated control system.

본 개시의 실시형태들은 입력 디바이스에서의 사용을 위한 제어 시스템을 제공하며, 제어 시스템은 통합 제어기를 포함하고, 그 통합 제어기는 복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 소스 드라이버 출력 패드들은 입력 디바이스 내의 디스플레이를 업데이팅하기 위해 사용되는, 상기 디스플레이 회로부, 및 입력 디바이스에 의해 수행된 용량성 센싱 동작 동안 용량성 센싱 신호를 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부를 포함하고, 복수의 용량성 센싱 패드들 중 적어도 하나는 2 개의 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치된다.Embodiments of the present disclosure provide a control system for use in an input device, the control system comprising an integrated controller, the integrated controller being a display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads, the source driver output Pads are coupled to the display circuitry, which are used to update a display in the input device, and a plurality of capacitive sensing pads configured to transmit a capacitive sensing signal during a capacitive sensing operation performed by the input device. A capacitive sensing circuit unit is included, and at least one of the plurality of capacitive sensing pads is disposed between the two source driver output pads.

본 개시의 실시형태는 입력 디바이스에서의 사용을 위한 통합 제어 시스템을 더 제공할 수도 있으며, 통합 제어 시스템은 통합 제어기를 포함하고, 그 통합 제어기는 복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 소스 드라이버 출력 패드들은 입력 디바이스 내의 디스플레이에 디스플레이 업데이팅 신호를 전송하도록 구성되는, 상기 디스플레이 회로부, 및 입력 디바이스에 의해 수행된 용량성 센싱 동작 동안 용량성 센싱 신호를 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부를 포함한다. 복수의 용량성 센싱 패드들 및 드라이버 출력 패드들은 제 1 방향으로 순서대로 배열될 수 있고, 그 순서는 복수의 용량성 센싱 패드들 중, 2 개의 제 2 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치되는 적어도 하나의 용량성 센싱 패드를 포함한다.Embodiments of the present disclosure may further provide an integrated control system for use in an input device, the integrated control system comprising an integrated controller, the integrated controller comprising a display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads. Wherein the source driver output pads are configured to transmit a display updating signal to a display in the input device, and a plurality of capacitives configured to transmit a capacitive sensing signal during a capacitive sensing operation performed by the input device. And a capacitive sensing circuit coupled to the sexual sensing pads. The plurality of capacitive sensing pads and the driver output pads may be arranged in order in the first direction, and the order is at least one of the plurality of capacitive sensing pads, which are disposed between two second source driver output pads. Includes a capacitive sensing pad.

본 개시의 실시형태들은 입력 디바이스에서의 사용을 위한 통합 제어 시스템을 더 제공할 수도 있으며, 통합 제어 시스템은 통합 제어기를 포함하고, 그 통합 제어기는 복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 소스 드라이버 출력 패드들은 입력 디바이스 내의 디스플레이에 디스플레이 업데이팅 신호를 전송하도록 구성되는, 상기 디스플레이 회로부, 및 입력 디바이스에 의해 수행된 용량성 센싱 동작 동안 용량성 센싱 신호를 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부를 포함한다. 복수의 용량성 센싱 패드들 및 드라이버 출력 패드들은 제 1 방향으로 피치 길이를 갖는 피치를 갖는 패턴으로 배열될 수 있다. 패턴은 복수의 용량성 센싱 패드들 중, 제 1 방향으로 제 1 소스 드라이버 출력 패드로부터 1 피치 길이에 배치되고 제 1 방향과 반대 방향으로 제 2 소스 드라이버 출력 패드로부터 적어도 1 피치 길이에 배치되는 적어도 하나의 용량성 센싱 패드를 포함할 수도 있다.Embodiments of the present disclosure may further provide an integrated control system for use in an input device, the integrated control system comprising an integrated controller, the integrated controller comprising a display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads. Wherein the source driver output pads are configured to transmit a display updating signal to a display in the input device, and a plurality of capacitives configured to transmit a capacitive sensing signal during a capacitive sensing operation performed by the input device. And a capacitive sensing circuit coupled to the sexual sensing pads. The plurality of capacitive sensing pads and driver output pads may be arranged in a pattern having a pitch having a pitch length in the first direction. The pattern is at least one pitch length from the first source driver output pad in a first direction and at least one pitch length from the second source driver output pad in a direction opposite to the first direction among the plurality of capacitive sensing pads. It may also include one capacitive sensing pad.

본 발명의 실시형태는 입력 디바이스를 더 제공할 수도 있으며, 그 입력 디바이스는 디스플레이 디바이스의 제 1 층의 표면 상에 어레이로 배치된 복수의 센서 전극들, 및 통합 입력 디바이스의 제 2 층에서의 복수의 도전성 라우팅 와이어들을 통해 복수의 센서 전극들에 커플링된 통합 제어기를 포함한다. 통합 제어기는 복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 소스 드라이버 출력 패드들은 제 2 층에서의 복수의 도전성 라우팅 와이어들을 통해 통합 입력 디바이스 내의 디스플레이 업데이팅 컴포넌트들에 커플링되는, 상기 디스플레이 회로부, 및 입력 디바이스에 의해 수행된 용량성 센싱 동작 동안 복수의 센서 전극들에 용량성 센싱 신호를 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부를 더 포함할 수도 있다. 복수의 용량성 센싱 패드들 및 복수의 소스 드라이버 출력 패드들은 제 1 방향으로 피치 길이를 갖는 피치를 갖는 패턴으로 배열될 수 있다. 패턴은 복수의 용량성 센싱 패드들 중, 제 1 방향으로 제 1 소스 드라이버 출력 패드로부터 1 피치 길이에 배치되고 제 1 방향과 반대 방향으로 제 2 소스 드라이버 출력 패드로부터 적어도 1 피치 길이에 배치되는 적어도 하나의 용량성 센싱 패드를 포함할 수도 있다.Embodiments of the present invention may further provide an input device, the input device comprising a plurality of sensor electrodes arranged in an array on the surface of the first layer of the display device, and a plurality of the second layer of the integrated input device. And an integrated controller coupled to the plurality of sensor electrodes through the conductive routing wires of. The integrated controller is a display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads, wherein the source driver output pads are coupled to display updating components in the integrated input device via a plurality of conductive routing wires in a second layer. The display circuit unit may further include a capacitive sensing circuit unit coupled to a plurality of capacitive sensing pads configured to transmit a capacitive sensing signal to the plurality of sensor electrodes during a capacitive sensing operation performed by the input device. have. The plurality of capacitive sensing pads and the plurality of source driver output pads may be arranged in a pattern having a pitch having a pitch length in the first direction. The pattern is at least one pitch length from the first source driver output pad in a first direction and at least one pitch length from the second source driver output pad in a direction opposite to the first direction among the plurality of capacitive sensing pads. It may also include one capacitive sensing pad.

본 발명의 상기 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 상기 간략하게 요약된 본 발명의 더욱 특정한 설명이 실시형태들을 참조하여 행해질 수도 있고, 그 일부는 첨부된 도면들에 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 대표적인 실시형태들만을 예시하며, 따라서 본 발명이 다른 동일하게 효과적인 실시형태들을 인정할 수도 있기 때문에, 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않을 것임에 유의해야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른, 예시적인 입력 디바이스의 개략적 블록 다이어그램이다.
도 2a 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 입력 디바이스를 예시하는 개략적 다이어그램이다.
도 2b 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 입력 디바이스의 부분을 예시하는 개략적 다이어그램이다.
도 2c 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 입력 디바이스의 부분을 예시하는 개략적 다이어그램이다.
도 3 은 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 2 개의 서브-픽셀들 사이의 서브픽셀 데이터 라인을 공유하는 디스플레이 회로부의 부분을 예시하는 개략적 다이어그램이다.
도 4a 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 센싱 영역을 가진 통합 입력 디바이스를 예시한다.
도 4b 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 통합 입력 디바이스의 부분의 개략적 부분 측단면도이다.
도 5 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 디스플레이 업데이팅 및 용량성 센싱을 수행하기 위해 통합 입력 디바이스 내에 배치된 하나 이상의 통합 제어기들을 갖는 통합 입력 디바이스를 예시한다.
도 6a 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 통합 제어기의 개략적 평면도이다.
도 6b 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 도 6a 에 예시된 통합 제어기의 부분의 개략적 평면도이다.
도 6c 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 도 6a 에 예시된 통합 제어기의 부분의 개략적 평면도이다.
도 7a 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 통합 제어기의 부분의 개략적 부분 측단면도이다.
도 7b 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 통합 제어기의 부분의 개략적 부분 측단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 하나의 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 특정 기재 없이 다른 실시형태들에 대해 유익하게 이용될 수도 있는 것으로 생각된다. 여기에 참조된 도면들은 구체적으로 언급하지 않는 한 일정 비율로 그려진 것으로서 이해되어서는 안된다. 또한, 제시 및 설명의 명료함을 위해 도면들은 종종 단순화되고 상세들 또는 컴포넌트들이 생략된다. 도면들 및 논의는 이하에 논의된 원리들을 설명하도록 기능하며, 여기서 동일한 명칭들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
In order that the above-mentioned features of the present invention may be understood in detail, a more specific description of the present invention summarized above may be made with reference to embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. However, it should be noted that the appended drawings illustrate only representative embodiments of the present invention, and therefore, as the present invention may admit other equally effective embodiments, will not be regarded as limiting its scope.
1 is a schematic block diagram of an exemplary input device, according to embodiments of the present invention.
2A is a schematic diagram illustrating an input device, in accordance with one or more of the embodiments described herein.
2B is a schematic diagram illustrating a portion of an input device, according to one or more of the embodiments described herein.
2C is a schematic diagram illustrating a portion of an input device, according to one or more of the embodiments described herein.
3 is a schematic diagram illustrating a portion of a display circuitry sharing a subpixel data line between two sub-pixels, according to one embodiment described herein.
4A illustrates an integrated input device with a sensing area, according to one embodiment described herein.
4B is a schematic partial cross-sectional side view of a portion of an integrated input device, according to one embodiment described herein.
5 illustrates an integrated input device having one or more integrated controllers disposed within the integrated input device to perform display updating and capacitive sensing, according to one embodiment described herein.
6A is a schematic plan view of an integrated controller, in accordance with one or more of the embodiments described herein.
6B is a schematic plan view of a portion of the integrated controller illustrated in FIG. 6A, in accordance with one or more of the embodiments described herein.
6C is a schematic plan view of a portion of the integrated controller illustrated in FIG. 6A, in accordance with one or more of the embodiments described herein.
7A is a schematic partial cross-sectional side view of a portion of an integrated controller, according to one embodiment described herein.
7B is a schematic partial cross-sectional side view of a portion of an integrated controller, according to one embodiment described herein.
In order to facilitate understanding, the same reference numerals have been used where possible to designate the same elements common to the drawings. It is believed that elements disclosed in one embodiment may be advantageously used for other embodiments without a specific description. The drawings referenced herein should not be understood as being drawn to scale unless specifically stated. Also, the drawings are often simplified and details or components are omitted for clarity of presentation and description. The drawings and discussion serve to explain the principles discussed below, where the same names refer to the same elements.

다음의 상세한 설명은 사실상 예시적일 뿐이며 발명 또는 발명의 적용 및 용도들을 제한하도록 의도되지 않는다. 더욱이, 선행하는 기술분야, 배경, 간단한 개요 또는 다음의 상세한 설명에서 제시된 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 속박하려는 의도는 없다.The following detailed description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention or its applications and uses. Moreover, there is no intention to be bound by any expressed or implied theory presented in the prior art, background, brief overview, or detailed description that follows.

일반 개관General overview

본 명세서에서 제공된 본 개시의 실시형태들은 일반적으로, 디스플레이 디바이스 내의 디스플레이 픽셀 내에 배치된 디스플레이 전극들에 디스플레이 업데이팅 신호들을 제공하고 그리고 또한 입력 디바이스 내에 배치되는 센서 전극에 용량성 센싱 신호를 제공하도록 구성되는 통합 제어기를 갖는 통합 제어 시스템을 제공한다. 통합 제어 시스템은 일반적으로 다양한 통합 용량성 센싱 및 디스플레이 애플리케이션들, 예를 들어, 인-셀 디스플레이 디바이스 구성들, 온-셀 디스플레이 디바이스 구성들 또는 임의의 다른 유사한 디스플레이 디바이스 구성들과 함께 작동하도록 구성된다. 따라서, 내부 및/또는 외부 신호 라우팅 구성들의 사용에 의해, 통합 제어 시스템은 종래의 디바이스들에서 통상 확인된 신호 라우팅 복잡도를 감소시키고 그리고 통합 제어 시스템 내의 디스플레이 라우팅, 용량성 센싱 라우팅 및/또는 다른 컴포넌트들 사이의 용량성 커플링의 영향을 감소시키도록 적응된다. 실시형태들은 또한 통합 제어 시스템 내에서 수신된, 송신된 및 프로세싱된 디스플레이 및 터치 센싱 신호들 상의 전자기 간섭 (EMI) 을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 통합 제어 시스템은 따라서 시스템 복잡도를 감소시키고 그리고 입력 디바이스의 생산 비용을 낮출 수 있다.Embodiments of the present disclosure provided herein are generally configured to provide display updating signals to display electrodes disposed within a display pixel within a display device and also to provide a capacitive sensing signal to a sensor electrode disposed within the input device. It provides an integrated control system having an integrated controller. The integrated control system is generally configured to work with various integrated capacitive sensing and display applications, e.g., in-cell display device configurations, on-cell display device configurations or any other similar display device configurations. . Thus, by the use of internal and/or external signal routing configurations, the integrated control system reduces the signal routing complexity typically found in conventional devices and provides display routing, capacitive sensing routing and/or other components within the integrated control system. It is adapted to reduce the effect of capacitive coupling between them. Embodiments may also be used to reduce electromagnetic interference (EMI) on received, transmitted and processed display and touch sensing signals within an integrated control system. The integrated control system can thus reduce the system complexity and lower the production cost of the input device.

디스플레이 디바이스들, 터치 패드들 및 다른 유사한 디바이스들의 사이즈들이 증가함에 따라, 제조 비용 및 사이즈를 크게 증가시키지 않고도 터치 센싱 정확도를 유지 또는 심지어 개선시키는 것이 가능한 통합 제어 시스템에 대한 필요성이 점점 더 중요해지고 있다. 본 개시의 실시형태들은 디스플레이를 업데이팅하고 그리고 입력 디바이스 내에서 절대 및 트랜스용량성 센싱 기법들 양자를 수행하도록 구성되는 통합 제어 시스템을 제공할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시형태들은 기존의 통합 제어 시스템 설계들의 사이즈 및 비용을 감소시키고 그리고 차세대 디바이스들을 생산하기 위해 요구되는 사이즈 및 비용들을 최소화하기 위해 사용될 수 있다.As the sizes of display devices, touch pads and other similar devices increase, the need for an integrated control system capable of maintaining or even improving touch sensing accuracy without significantly increasing manufacturing cost and size is becoming increasingly important. . Embodiments of the present disclosure may provide an integrated control system configured to update the display and perform both absolute and transcapacitive sensing techniques within the input device. Accordingly, embodiments of the present invention can be used to reduce the size and cost of existing integrated control system designs and to minimize the size and costs required to produce next-generation devices.

시스템 개관System overview

도 1 은 본 기술의 실시형태들에 따른, 예시적인 디스플레이 디바이스 (160) 에 통합된 입력 디바이스 (100) 의 개략적 블록 다이어그램이다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 이 문서에서 사용한 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 대체로 정보를 전자적으로 프로세싱하는 것이 가능한 임의의 시스템을 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 비-제한적인 예들은 모든 사이즈들 및 형상들의 개인용 컴퓨터들, 이를 테면 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 개인 휴대 정보 단말기 (PDA) 들을 포함한다. 추가적인 예의 전자 시스템들은 별개의 조이스틱들 또는 키 스위치들 및 입력 디바이스 (100) 를 포함하는 물리적 키보드들과 같은, 복합 입력 디바이스들을 포함한다. 추가 예의 전자 시스템들은 주변기기들, 이를 테면 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어들 및 마우스들을 포함), 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함) 을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (셀룰러 폰들, 이를 테면 스마트 폰들을 포함), 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를 테면 텔레비전들, 셋-톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함) 을 포함한다. 추가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다. 1 is a schematic block diagram of an input device 100 incorporated in an exemplary display device 160, according to embodiments of the present technology. Input device 100 may be configured to provide input to electronic system 150. As used herein, the term “electronic system” (or “electronic device”) generally refers to any system capable of electronically processing information. Some non-limiting examples of electronic systems include personal computers of all sizes and shapes, such as desktop computers, laptop computers, netbook computers, tablets, web browsers, e-book readers, and personal portables. Includes information terminals (PDAs). Additional example electronic systems include composite input devices, such as separate joysticks or key switches and physical keyboards that include input device 100. Further example electronic systems include peripherals, such as data input devices (including remote controls and mice), and data output devices (including display screens and printers). Other examples include remote terminals, kiosks, and video game machines (eg, video game consoles, portable gaming devices, etc.). Other examples include communication devices (including cellular phones, such as smart phones), and media devices (recorders, editors, and players such as televisions, set-top boxes, music players, digital photos). Frames, and digital cameras). Additionally, the electronic system can be a host or slave to the input device.

입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있고, 또는 전자 시스템 (150) 으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 적절하게, 입력 디바이스 (100) 는 다음 중 임의의 하나 이상을 사용하여 전자 시스템 (150) 의 부분들과 통신할 수도 있다 : 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들. 예들은 I2C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.Input device 100 may be implemented as a physical part of electronic system 150, or may be physically separate from electronic system 150. Suitably, input device 100 may communicate with portions of electronic system 150 using any one or more of the following: buses, networks, and other wired or wireless interconnections. Examples include I2C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), Bluetooth, RF, and IRDA.

도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (종종 "터치패드" 또는 "터치 센서 디바이스" 로도 지칭됨) 로서 도시된다. 예의 입력 오브젝트들은 도 1 에 도시한 바와 같이, 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다.In FIG. 1, the input device 100 is a proximity sensor device configured to sense an input provided by one or more input objects 140 in the sensing area 170 (sometimes referred to as a “touchpad” or “touch sensor device”). ). Example input objects include fingers and stylus, as shown in FIG. 1.

센싱 영역 (170) 은 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출하는 것이 가능한 입력 디바이스 (100) 의 위, 주위, 내 및/또는 근방의 임의의 공간을 망라한다. 특정한 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 위치들은 실시형태마다 폭넓게 가변할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은 신호-대-잡음 비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 막을 때까지 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장된다. 이 센싱 영역 (170) 이 특정한 방향으로 연장하는 거리는, 다양한 실시형태들에서, 대략 밀리미터 미만, 밀리미터들, 센티미터들, 또는 그 이상일 수도 있고, 사용된 센싱 기술의 타입 및 원하는 정확도에 따라 상당히 가변할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 비접촉, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 일부 양의 인가된 힘 또는 압력과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉, 및/또는 그 조합을 포함하는 입력을 센싱한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면에 의해, 센서 전극들 위에 제공된 페이스 시트들 또는 임의의 케이싱들 등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 프로젝팅될 때 직사각형 형상을 갖는다.The sensing area 170 is above, around, within and above the input device 100 capable of detecting a user input (e.g., user input provided by one or more input objects 140). / Or covering any nearby space. The sizes, shapes, and positions of specific sensing regions may vary widely from embodiment to embodiment. In some embodiments, the sensing region 170 extends in space in one or more directions from the surface of the input device 100 until the signal-to-noise ratios prevent sufficiently accurate object detection. The distance this sensing region 170 extends in a particular direction may, in various embodiments, be approximately less than a millimeter, millimeters, centimeters, or more, and will vary considerably depending on the type of sensing technique used and the desired accuracy. May be. Thus, some embodiments are non-contact with any surfaces of input device 100, contact with an input surface (e.g., a touch surface) of input device 100, coupled with some amount of applied force or pressure. It senses an input including contact with the input surface of the ringed input device 100 and/or a combination thereof. In various embodiments, the input surfaces may be provided by the surface of the casings on which the sensor electrodes reside, by face sheets or optional casings provided over the sensor electrodes, or the like. In some embodiments, the sensing area 170 has a rectangular shape when projected onto the input surface of the input device 100.

입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 센싱 기술들의 임의의 조합을 이용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 센서 전극들 (120) 을 각각 포함하는 복수의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 포함하며, 이들은 이하 추가 논의된다. 하나의 예에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 각각은 도 2a 에 예시한 바와 같이, 2 개 이상의 센싱 전극들 (120) 을 포함한다. 다른 예에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 각각은 단일의 센싱 전극 (120) 을 포함한다. 여러 비-제한적인 예들로서, 입력 디바이스 (100) 는 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향, 초음파, 및/또는 광 기법들을 사용할 수도 있다. 일부 구현들은 1, 2, 3, 또는 더 고차원 공간들에 걸쳐 있는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정한 축들 또는 평면들을 따라 입력의 프로젝션들을 제공하도록 구성된다.Input device 100 may use any combination of sensor components and sensing techniques to detect a user input in sensing area 170. The input device 100 includes a plurality of sensing elements 121 each comprising one or more sensor electrodes 120 for detecting user input, which are discussed further below. In one example, each of the sensing elements 121 includes two or more sensing electrodes 120, as illustrated in FIG. 2A. In another example, each of the sensing elements 121 includes a single sensing electrode 120. As several non-limiting examples, input device 100 may use capacitive, elastic, resistive, inductive, magnetoacoustic, ultrasonic, and/or optical techniques. Some implementations are configured to provide images spanning 1, 2, 3, or higher dimensional spaces. Some implementations are configured to provide projections of the input along specific axes or planes.

입력 디바이스 (100) 의 일부 저항성 구현들에서, 가요성 및 도전성 제 1 층은 도전성 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들만큼 분리된다. 동작 동안, 하나 이상의 전압 구배들이 층들에 걸쳐 생성된다. 가요성 제 1 층을 가압하면 층들 사이에서 전기적 접촉을 생성하기에 충분할 만큼 편향하여, 그 층들 사이의 접촉 포인트(들)를 반영하는 전압 출력들을 초래할 수도 있다. 이들 전압 출력들은 포지션 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.In some resistive implementations of input device 100, the flexible and conductive first layer is separated from the second conductive layer by one or more spacer elements. During operation, one or more voltage gradients are created across the layers. Pressing on the flexible first layer may deflect enough to create electrical contact between the layers, resulting in voltage outputs that reflect the point(s) of contact between the layers. These voltage outputs may be used to determine position information.

입력 디바이스 (100) 의 일부 유도성 구현들에서, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 은 공명 코일 또는 코일들의 쌍에 의해 유도된 루프 전류들을 픽업한다. 전류들의 크기 (magnitude), 위상, 및 주파수의 일부 조합이 그 후 포지션 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.In some inductive implementations of input device 100, one or more sensing elements 121 pick up loop currents induced by a resonant coil or pair of coils. Some combination of magnitude, phase, and frequency of currents may then be used to determine position information.

입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현들에서, 전압 또는 전류가 전기장을 생성하기 위해 인가된다. 인근의 입력 오브젝트들은 전기장의 변화들을 야기하고, 그리고 전압, 전류 등의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링의 검출가능한 변화들을 생성한다.In some capacitive implementations of input device 100, a voltage or current is applied to create an electric field. Nearby input objects cause changes in the electric field, and create detectable changes in capacitive coupling that may be detected as changes in voltage, current, etc.

일부 용량성 구현들에서의 센싱 엘리먼트들 (121) 은 센싱 엘리먼트(들) (121) 위의 입력 오브젝트의 포지션을 센싱하기 위해 사용되는 전기장들을 생성하기 위해 용량성 센싱 전극들 (120) 의 어레이들 또는 다른 규칙적이거나 또는 불규칙적인 패턴들을 이용한다. 일부 용량성 구현들에서, 별개의 센싱 전극들 (120) 은 더 큰 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 쇼트될 (ohmically shorted) 수도 있다. 일부 용량성 구현들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 이용한다.Sensing elements 121 in some capacitive implementations are arrays of capacitive sensing electrodes 120 to generate electric fields that are used to sense the position of an input object on sensing element(s) 121 Or use other regular or irregular patterns. In some capacitive implementations, the separate sensing electrodes 120 may be ohmically shorted together to form larger sensor electrodes. Some capacitive implementations use resistive sheets, which may be uniformly resistive.

상기 논의한 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 "셀프 커패시턴스" (또는 "절대 커패시턴스") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에서, 센싱 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 (120) 근방의 전기장을 변경시키며, 따라서 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 도 2c 에 예시한 바와 같이, 절대 커패시턴스 센싱 방법은 변조된 신호를 사용하여 레퍼런스 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 센서 전극들 (120) 을 변조하는 것에 의해, 그리고 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트들 (140) 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작한다.As discussed above, some capacitive implementations use "self-capacitance" (or "absolute capacitance") sensing methods based on changes in capacitive coupling between sensor electrodes 120 and an input object. In various embodiments, the input object near the sensing electrodes 120 changes the electric field near the sensor electrodes 120 and thus the measured capacitive coupling. In one implementation, as illustrated in FIG. 2C, the absolute capacitance sensing method is by modulating the sensor electrodes 120 relative to a reference voltage (e.g., system ground) using a modulated signal, and It operates by detecting the capacitive coupling between electrodes 120 and input objects 140.

추가적으로 상기 논의한 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 센서 전극들 (120) 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 "상호 커패시턴스" (또는 "트랜스커패시턴스") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트 (140) 는 센서 전극들 (120) 사이의 전기장을 변경시키며, 따라서 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 도 2b 에 예시한 바와 같이, 트랜스용량성 센싱 방법은 이하 추가 설명한 바와 같이, 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한 "송신기 전극들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한 "수신기 전극들") 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작한다. 송신기 센서 전극들은 송신기 신호를 송신하기 위해 레퍼런스 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대해 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과의 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 레퍼런스 전압에 대해 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과의 신호는 하나 이상의 송신기 신호들에, 및/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 영향(들)을 포함할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 전용 송신기 전극들 또는 수신기 전극들일 수도 있고, 또는 송신 및 수신 모두를 행하도록 구성될 수도 있다.Additionally, as discussed above, some capacitive implementations use “mutual capacitance” (or “transcapacitance”) sensing methods based on changes in capacitive coupling between sensor electrodes 120. In various embodiments, the input object 140 near the sensor electrodes 120 changes the electric field between the sensor electrodes 120 and thus the measured capacitive coupling. In one implementation, as illustrated in FIG. 2B, the transcapacitive sensing method includes one or more transmitter sensor electrodes (also “transmitter electrodes”) and one or more receiver sensor electrodes (also “receiver electrodes”), as further described below. It operates by detecting the capacitive coupling between electrodes"). Transmitter sensor electrodes may be modulated with respect to a reference voltage (eg, system ground) to transmit a transmitter signal. Receiver sensor electrodes may be held substantially constant with respect to the reference voltage to facilitate reception of the resulting signals. The resulting signal may include influence(s) corresponding to one or more transmitter signals and/or to one or more sources of environmental interference (eg, other electromagnetic signals). The sensor electrodes 120 may be dedicated transmitter electrodes or receiver electrodes, or may be configured to perform both transmission and reception.

도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작하도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로부 컴포넌트들의 부분들 또는 전부를 포함한다. (예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들로 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로부, 및/또는 수신기 센서 전극들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다). 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등과 같은 전자적 판독가능 명령들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은 이를 테면 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트들 (121) 에서 확인된 센싱 전극들 (120) 근방에 함께 위치된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 전극들 (120) 에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크톱 컴퓨터에 커플링된 주변기기일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크톱 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 및 그 중앙 프로세싱 유닛으로부터 분리된 하나 이상의 IC들 (아마도 연관된 펌웨어를 가짐) 상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 그 폰의 메인 프로세서의 부분인 회로들 및 펌웨어를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는 것으로 전용된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 다른 기능들, 이를 테면 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액추에이터들을 드라이빙하는 것 등을 수행한다.In FIG. 1, processing system 110 is shown as part of input device 100. The processing system 110 is configured to operate the hardware of the input device 100 to detect an input in the sensing area 170. The processing system 110 includes portions or all of one or more integrated circuits (ICs) and/or other circuitry components. (For example, a processing system for a mutual capacitance sensor device may include transmitter circuitry configured to transmit signals to the transmitter sensor electrodes, and/or receiver circuitry configured to receive signals to the receiver sensor electrodes). In some embodiments, processing system 110 also includes electronically readable instructions such as firmware code, software code, and the like. In some embodiments, the components that make up the processing system 110 are co-located, such as near the sensing electrodes 120 identified in the sensing elements 121 of the input device 100. In other embodiments, the components of the processing system 110 are physically separated from one or more components close to the sensing electrodes 120 of the input device 100 and one or more components elsewhere. For example, input device 100 may be a peripheral coupled to a desktop computer, and processing system 110 may include a central processing unit of the desktop computer and one or more ICs (probably associated firmware) separate from the central processing unit. It may include software configured to run on). As another example, input device 100 may be physically integrated into a phone, and processing system 110 may include circuits and firmware that are part of the phone's main processor. In some embodiments, processing system 110 is dedicated to implementing input device 100. In other embodiments, the processing system 110 also performs other functions, such as operating display screens, driving haptic actuators, and the like.

프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 다루는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110), 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합의 부분인 회로부를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 예의 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작하기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 포지션 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 레포팅하기 위한 레포팅 모듈들을 포함한다. 추가 예의 모듈들은 입력을 검출하기 위해 센싱 엘리먼트들 (121) 을 동작하도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다.Processing system 110 may be implemented as a set of modules that handle different functions of processing system 110. Each module may include circuitry that is part of the processing system 110, firmware, software, or a combination thereof. In various embodiments, different combinations of modules may be used. Example modules include hardware operation modules for operating hardware such as sensor electrodes and display screens, data processing modules for processing data such as sensor signals and position information, and reporting modules for reporting information. do. Further example modules include sensor operation modules configured to operate sensing elements 121 to detect an input, identification modules configured to identify gestures such as mode change gestures, and mode change modules to change operation modes. Include.

일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기하는 것에 의해 직접 센싱 영역 (170) 에서의 사용자 입력 (또는 사용자 입력 없음) 에 응답한다. 예의 액션들은 GUI 액션들, 이를 테면 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션 및 다른 기능들뿐만 아니라 동작 모드들을 변화시키는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력 없음) 에 관한 정보를 전자 시스템의 일부 부분에 (예를 들어, 별개의 중앙 프로세싱 프로세싱 시스템이 존재한다면, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 분리된 전자 시스템의 이러한 중앙 프로세싱 시스템에) 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템의 일부 부분은 사용자 입력에 대해 작용하기 위해, 이를 테면 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함한 전체 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.In some embodiments, processing system 110 directly responds to user input (or no user input) in sensing area 170 by causing one or more actions. Example actions include GUI actions, such as cursor movement, selection, menu navigation and other functions, as well as changing modes of operation. In some embodiments, the processing system 110 separates information about the input (or no input) from the processing system 110 in some part of the electronic system (e.g., if there is a separate central processing system). Provided in these central processing systems) of the electronic system. In some embodiments, some portion of the electronic system may process information received from the processing system 110 to facilitate a full range of actions, including mode change actions and GUI actions, to act on user input. Processing.

예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서 입력 (또는 입력 없음) 을 나타내는 전기 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 동작한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보를 생성함에 있어서 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 엘리먼트들 (121) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영하도록, 베이스라인을 빼거나 또는 다르게는 고려할 수도 있다. 또 다른 추가 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 포지션 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 필적을 인식하는 등을 행할 수도 있다.For example, in some embodiments, the processing system 110 operates the sensing elements 121 of the input device 100 to generate electrical signals representing input (or no input) in the sensing region 170. do. Processing system 110 may perform any suitable amount of processing on the electrical signals in generating information provided to the electronic system. For example, processing system 110 may digitize analog electrical signals obtained from sensing elements 121. As another example, processing system 110 may perform filtering or other signal conditioning. As another example, processing system 110 may subtract or otherwise consider the baseline such that the information reflects the difference between the electrical signals and the baseline. As still further examples, processing system 110 may determine position information, recognize inputs as commands, recognize handwriting, and the like.

"포지션 정보" 는 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 대체로 절대 포지션, 상대 포지션, 속도, 가속도, 및 다른 타입들의 공간 정보를 망라한다. 예시적인 "0-차원" 포지션 정보는 근/원 (near/far) 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1-차원" 포지션 정보는 축을 따르는 포지션들을 포함한다. 예시적인 "2-차원" 포지션 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 "3-차원" 포지션 정보는 공간에서의 순간 또는 평균 속도들을 포함한다. 추가 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 예를 들어, 시간 경과에 따른 포지션, 모션, 또는 순간 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함한 하나 이상의 타입들의 포지션 정보에 관한 이력 데이터가 또한 결정 및/또는 저장될 수도 있다."Position information", as used herein, generally encompasses absolute position, relative position, velocity, acceleration, and other types of spatial information. Exemplary “0-dimensional” position information includes near/far or contact/non-contact information. Exemplary “one-dimensional” position information includes positions along an axis. Exemplary “two-dimensional” position information includes motions in a plane. Exemplary “three-dimensional” position information includes instantaneous or average velocities in space. Further examples include other representations of spatial information. For example, historical data regarding one or more types of position information including historical data tracking position, motion, or instantaneous velocity over time may also be determined and/or stored.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 추가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이들 추가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (170) 에서의 입력에 대한 리던던트 기능성, 또는 일부 다른 기능성을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 센싱 영역 (170) 근방의 버튼들 (130) 을 도시한다. 다른 타입들의 추가적인 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.In some embodiments, the input device 100 is implemented with additional input components operated by the processing system 110 or by some other processing system. These additional input components may provide redundant functionality, or some other functionality, for the input at sensing region 170. 1 shows buttons 130 near sensing area 170 that may be used to facilitate selection of items using input device 100. Other types of additional input components include sliders, balls, wheels, switches, and the like. Conversely, in some embodiments, input device 100 may be implemented without other input components.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (170) 은 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린의 액티브 영역의 적어도 부분을 오버랩핑한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버레이하는 실질적으로 투명한 센싱 전극들 (120) 을 포함하고 연관된 전자 시스템에 대한 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각적 인터페이스를 디스플레이하는 것이 가능한 임의의 타입의 동적 디스플레이일 수도 있고, 임의의 타입의 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (electroluminescence; EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스 (160) 는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기적 컴포넌트들 중 일부를 이용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 디바이스 (160) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.In some embodiments, the input device 100 comprises a touch screen interface, and the sensing area 170 overlaps at least a portion of an active area of the display screen of the display device 160. For example, input device 100 may include substantially transparent sensing electrodes 120 overlying a display screen and provide a touch screen interface to an associated electronic system. The display screen may be any type of dynamic display capable of displaying a visual interface to the user, and any type of light-emitting diode (LED), organic LED (OLED), cathode ray tube (CRT), liquid crystal display (LCD), Plasma, electroluminescence (EL), or other display technologies may be included. Input device 100 and display device 160 may share physical elements. For example, some embodiments may use some of the same electrical components for display and sensing. As another example, display device 160 may be operated in part or wholly by processing system 110.

본 기술의 많은 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 맥락에서 설명되지만, 본 기술의 메커니즘들은 다양한 형태들의 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 분포되는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 기술의 메커니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 레코딩가능/기록가능 정보 베어링 매체들) 상에 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 분포될 수도 있다. 추가적으로, 본 기술의 실시형태들은 분포를 수행하기 위해 사용되는 특정한 타입의 매체에 관계없이 동일하게 적용된다. 비일시적, 전자적 판독가능 매체들의 예들은 다양한 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적 판독가능 매체들은 플래시, 광, 자기, 홀로그램, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.While many embodiments of the present technology are described in the context of a fully functional device, it should be understood that the mechanisms of the present technology are capable of being distributed as various types of program products (eg, software). For example, the mechanisms of the present technology include information bearing media readable by electronic processors (e.g., non-transitory computer readable and/or recordable/recordable information bearing media readable by processing system 110). S) may be implemented and distributed as a software program. Additionally, embodiments of the present technology apply equally regardless of the particular type of medium used to perform the distribution. Examples of non-transitory, electronically readable media include various disks, memory sticks, memory cards, memory modules, and the like. Electronically readable media may be based on flash, optical, magnetic, holographic, or any other storage technology.

도 2a 는 본 명세서에서 제공된 개시에 따른 도 1 에 예시된 입력 디바이스 (100) 의 부분의 개략적 블록 다이어그램이다. 입력 디바이스 (100) 의 예시된 부분은 접속 (240) 을 통해 프로세싱 시스템 (110) 내에 형성되는 통합 제어 시스템 (201) 에 커플링되는 센싱 전극들 (120) 의 어레이를 포함한다. 도 2a 는 일부 실시형태들에 따른, 패턴과 연관된 센싱 영역 (170) 에서 센싱하도록 구성된 센싱 전극들 (120) 의 예시적인 패턴의 부분을 도시한다. 예시 및 설명의 명료함을 위해, 센서 전극들 (120) 은 단순 직사각형들의 패턴으로 예시되고 다양한 다른 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 예시적인 패턴은 X 컬럼 (column) 들 및 Y 로우 (row) 들로 배열된 센서 전극들 (120X,Y) (센서 전극들 (120) 로 통칭됨) 의 어레이를 포함하며, X 및 Y 는 양의 정수들이다. 센싱 전극들 (120) 의 패턴은 다른 구성들, 이를 테면 폴라 어레이 (polar array) 들, 반복 패턴들, 비-반복 패턴들, 비균일 어레이들, 단일의 로우 또는 컬럼, 또는 다른 적합한 어레인지먼트를 갖는 복수의 센서 전극들 (120) 을 포함할 수도 있다. 게다가, 센서 전극들 (120) 은 임의의 형상, 이를 테면 원형, 직사각형, 다이아몬드, 별, 정사각형, 비볼록 (non-convex), 볼록, 비오목 (non-concave), 오목 등일 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링되고 센싱 영역 (170) 에서 입력 오브젝트 (140) 의 존재 (또는 그 부재) 를 결정하기 위해 이용된다. 센서 전극들 (120) 은 통상 서로 오믹 절연된다. 즉, 하나 이상의 절연체들은 센서 전극들 (120) 을 분리하고 그들이 서로 전기적으로 쇼트하는 것을 막는다.2A is a schematic block diagram of a portion of the input device 100 illustrated in FIG. 1 according to the disclosure provided herein. The illustrated portion of input device 100 includes an array of sensing electrodes 120 coupled to an integrated control system 201 formed within processing system 110 via connection 240. 2A shows a portion of an exemplary pattern of sensing electrodes 120 configured to sense in a sensing region 170 associated with the pattern, in accordance with some embodiments. For clarity of illustration and description, the sensor electrodes 120 are illustrated in a pattern of simple rectangles and do not show various other components. An exemplary pattern comprises an array of sensor electrodes 120 X,Y (collectively referred to as sensor electrodes 120) arranged in X columns and Y rows, where X and Y are They are positive integers. The pattern of sensing electrodes 120 can be of different configurations, such as polar arrays, repeating patterns, non-repeating patterns, non-uniform arrays, single row or column, or other suitable arrangement. It may include a plurality of sensor electrodes 120. In addition, the sensor electrodes 120 may be of any shape, such as circular, rectangular, diamond, star, square, non-convex, convex, non-concave, concave, and the like. The sensor electrodes 120 are coupled to the processing system 110 and used to determine the presence (or absence) of the input object 140 in the sensing region 170. The sensor electrodes 120 are usually ohmic insulated from each other. That is, one or more insulators separate the sensor electrodes 120 and prevent them from electrically shorting each other.

하나의 동작 모드, 또는 제 1 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) (예를 들어, 센서 전극들 (1201-1, 1201-2, 1201-3, ... 120X-Y)) 의 어레인지먼트의 적어도 부분은 절대 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 이용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 변조된 신호로 각각의 센서 전극 (120) 을 드라이빙하고 그리고 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 이용되는 변조된 신호에 기초하여 전극 (120) 과 입력 오브젝트 (예를 들어, 자유 공간 또는 어스 그라운드) 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된다.In one mode of operation, or in the first mode of operation, of the sensor electrodes 120 (e.g., sensor electrodes 120 1-1 , 120 1-2 , 120 1-3 , ... 120 XY )) At least a portion of the arrangement may be used to detect the presence of an input object through absolute sensing techniques. In other words, the processing system 110 drives each sensor electrode 120 with a modulated signal and electrode based on the modulated signal used by the processing system 110 or other processor to determine the position of the input object. 120 and the input object (e.g., free space or earth ground) to measure the capacitance.

다른 동작 모드, 또는 제 2 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) 의 적어도 부분은 트랜스용량성 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 이용된 송신기 및 수신기 전극들의 그룹들로 스플리팅될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 제 1 그룹을 송신기 신호로 드라이빙하고 센서 전극들 (120) 의 제 2 그룹으로 결과의 신호들을 수신하고, 결과의 신호는 송신기 신호에 대응하는 영향들을 포함한다. 결과의 신호는 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 이용된다. 센서 전극들 (120) 의 그룹들은 따라서 디스플레이 디바이스 (160) 의 하나 이상의 층들 내에 배치될 수 있는 하나 이상의 송신기 전극들 및 하나 이상의 수신기 전극들을 포함하는 복수의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 형성한다. 도면의 명료성을 이유로, 센싱 엘리먼트 (121) 의 단 하나의 예가 도 2a 에 예시된다. 디스플레이 디바이스 (160) 의 하나의 구성에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 의 각각은 하나 이상의 수신기 전극들에 가장 가깝게 배치되는 하나 이상의 송신기 전극들을 포함한다. 하나의 예에서, 단일 층 센서 전극 설계를 사용한 트랜스용량성 센싱 방법은 상기 유사하게 논의한 바와 같이, 드라이빙된 송신기 센서 전극들 중 하나 이상과 수신기 전극들 중 하나 이상 사이의 용량성 커플링의 변화를 검출하는 것에 의해 동작할 수도 있다.In another mode of operation, or in a second mode of operation, at least a portion of the sensor electrodes 120 will be split into groups of transmitter and receiver electrodes used to detect the presence of an input object via transcapacitive sensing techniques. May be. That is, the processing system 110 drives the first group of sensor electrodes 120 as a transmitter signal and receives the resulting signals with the second group of sensor electrodes 120, and the resulting signal corresponds to the transmitter signal. Includes the influences that do. The resulting signal is used by processing system 110 or other processor to determine the position of the input object. The groups of sensor electrodes 120 thus form a plurality of sensing elements 121 comprising one or more transmitter electrodes and one or more receiver electrodes that may be disposed within one or more layers of the display device 160. For reasons of clarity of the drawing, only one example of the sensing element 121 is illustrated in FIG. 2A. In one configuration of the display device 160, each of the sensing elements 121 includes one or more transmitter electrodes disposed closest to the one or more receiver electrodes. In one example, a transcapacitive sensing method using a single layer sensor electrode design can detect variations in capacitive coupling between one or more of the driven transmitter sensor electrodes and one or more of the receiver electrodes, as discussed similarly above. It can also operate by detecting.

입력 디바이스 (100) 는 상기 설명된 모드들 중 임의의 하나의 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 또한 상기 설명된 모드들 중 임의의 2 개 이상의 모드들 사이에서 동작을 스위칭하도록 구성될 수도 있다.The input device 100 may be configured to operate in any one of the modes described above. The input device 100 may also be configured to switch operation between any two or more of the modes described above.

로컬화된 커패시턴스 (용량성 커플링) 의 영역들은 "용량성 픽셀들" 이라 불릴 수도 있다. 용량성 픽셀들은 제 1 동작 모드에서의 그라운드와 센싱 엘리먼트 (121) 내의 개개의 센서 전극 (120) 사이에 그리고 제 2 동작 모드에서의 송신기 및 수신기 전극들로서 사용된 센싱 엘리먼트 (121) 내의 센서 전극들 (120) 의 그룹들 사이에 형성될 수도 있다. 용량성 커플링은 센싱 엘리먼트들 (121) 과 연관된 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트들 (140) 의 근접도 및 모션에 따라 변화하며, 따라서 입력 디바이스 (100) 의 센싱 영역에서의 입력 오브젝트의 존재의 표시자로서 사용될 수도 있다. 용량성 픽셀들로부터의 측정들의 세트는 픽셀들에서의 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 이미지" (또한 "용량성 프레임") 를 형성한다.Regions of localized capacitance (capacitive coupling) may be referred to as "capacitive pixels". The capacitive pixels are between the ground in the first mode of operation and the individual sensor electrode 120 in the sensing element 121 and the sensor electrodes in the sensing element 121 used as transmitter and receiver electrodes in the second mode of operation. It may be formed between groups of 120. The capacitive coupling changes according to the proximity and motion of the input objects 140 in the sensing region 170 associated with the sensing elements 121, and thus, the input object in the sensing region of the input device 100 It can also be used as an indicator of existence. The set of measurements from capacitive pixels form a “capacitive image” (also “capacitive frame”) representing capacitive couplings in the pixels.

일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 은 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 "스캐닝" 된다. 즉, 하나의 실시형태에서, 특정한 시간 간격에서, 센서 전극들 (120) 의 하나의 서브세트가 드라이빙되고, 상이한 시간 간격에서 센서 전극들 (120) 의 제 2 서브세트가 드라이빙된다. 제 2 동작 모드에서, 송신기들은 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나, 또는 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 다수의 송신기 전극들은 동일한 송신기 신호를 송신하고 효과적으로 더 큰 송신기 전극을 효과적으로 생성할 수도 있다. 대안적으로, 다수의 송신기 전극들은 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은 수신기 전극들의 결과의 신호들에 대한 그들의 조합된 영향들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다.In some embodiments, sensor electrodes 120 are “scanned” to determine these capacitive couplings. That is, in one embodiment, at a specific time interval, one subset of sensor electrodes 120 is driven, and at a different time interval a second subset of sensor electrodes 120 is driven. In the second mode of operation, the transmitters may be operated such that one transmitter electrode transmits at a time, or multiple transmitter electrodes transmit simultaneously. When multiple transmitter electrodes transmit simultaneously, multiple transmitter electrodes may transmit the same transmitter signal and effectively create a larger transmitter electrode. Alternatively, multiple transmitter electrodes may transmit different transmitter signals. For example, multiple transmitter electrodes may transmit different transmitter signals according to one or more coding schemes that enable their combined effects on the resulting signals of the receiver electrodes to be determined independently.

수신기 센서 전극들로서 구성된 센서 전극들 (120) 은 결과의 신호들을 취득하기 위해 단일로 또는 다수로 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은 용량성 픽셀들에서의 용량성 커플링들의 측정들을 결정하기 위해 사용될 수도 있다.The sensor electrodes 120 configured as receiver sensor electrodes may be operated singly or in multiple to obtain the resulting signals. The resulting signals may be used to determine measurements of capacitive couplings in capacitive pixels.

다른 실시형태들에서, 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 센서 전극들 (120) 을 "스캐닝하는 것" 은 변조된 신호로 드라이빙하는 것 및 센서 전극들 중 하나 이상의 센서 전극들의 절대 커패시턴스를 측정하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에서, 센서 전극들은 하나보다 더 많은 센서 전극이 한번에 드라이빙되도록 동작될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 절대 용량성 측정은 하나 이상의 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 획득될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 입력 디바이스 (100) 는 동시에 복수의 센서 전극들 (120) 을 드라이빙하고 그리고 동일한 센싱 사이클에서 드라이빙된 전극들 (120) 의 각각에 대한 절대 용량성 측정을 측정한다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 부분으로 선택적으로 드라이빙 및 수신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들은 호스트 프로세서 상에서 실행되는 애플리케이션, 입력 디바이스의 상태, 센싱 디바이스의 동작 모드 및 입력 오브젝트의 결정된 위치에 기초하여 선택될 수도 있지만, 이들에 제한되지 않을 수도 있다.In other embodiments, “scanning” the sensor electrodes 120 to determine these capacitive couplings means driving with a modulated signal and measuring the absolute capacitance of one or more of the sensor electrodes. Includes that. In another embodiment, the sensor electrodes may be operated such that more than one sensor electrode is driven at a time. In such embodiments, the absolute capacitive measurement may be obtained simultaneously from each of the one or more sensor electrodes 120. In one embodiment, the input device 100 drives a plurality of sensor electrodes 120 at the same time and measures the absolute capacitive measurement for each of the driven electrodes 120 in the same sensing cycle. In various embodiments, processing system 110 may be configured to selectively drive and receive as part of sensor electrodes 120. For example, the sensor electrodes may be selected based on an application executed on the host processor, a state of the input device, an operation mode of the sensing device, and a determined position of the input object, but may not be limited thereto.

일부 터치 스크린 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 중 하나 이상은 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이팅하는데 있어서 사용된 하나 이상의 디스플레이 전극들을 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, 디스플레이 전극들은 Vcom 전극 (공통 전극들), 소스 드라이브 라인, 게이트 라인, 애노드 전극, 캐소드 전극, 또는 임의의 다른 디스플레이 엘리먼트의 하나 이상의 세그먼트들을 포함한다. 이들 디스플레이 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극들은 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, IPS (In Plane Switching) 또는 PLS (Plane to Line Switching) 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에서의 투명 기판 (유리 기판, TFT 유리, 또는 임의의 다른 투명 재료) 상에, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, PVA (Patterned Vertical Alignment) 또는 MVA (Multi-domain Vertical Alignment)) 의 컬러 필터 유리의 바닥 상에, 발광층 (OLED) 위에 또는 아래에 등등에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 공통 전극은 그것이 다수의 기능들을 수행하기 때문에 "조합 전극 (combination electrode)" 으로 또한 지칭될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 의 각각은 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다.In some touch screen embodiments, one or more of the sensor electrodes 120 include one or more display electrodes used in updating the display of the display screen. In one or more embodiments, the display electrodes comprise one or more segments of a Vcom electrode (common electrodes), a source drive line, a gate line, an anode electrode, a cathode electrode, or any other display element. These display electrodes may be disposed on a suitable display screen substrate. For example, the common electrodes may be a transparent substrate (glass substrate, TFT glass, or any) in some display screens (e.g., In Plane Switching (IPS) or Plane to Line Switching (PLS) Organic Light Emitting Diodes Other transparent material), on the bottom of the color filter glass of some display screens (e.g., PVA (Patterned Vertical Alignment) or MVA (Multi-domain Vertical Alignment)), above or below the light emitting layer (OLED) It can also be placed on etc. In these embodiments, the common electrode may also be referred to as a “combination electrode” because it performs multiple functions. In various embodiments, each of the sensor electrodes 120 includes one or more common electrodes.

계속 도 2a 를 참조하면, 센싱 전극들 (120) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110) 은 용량성 센싱 회로부 (204) 및 디스플레이 회로부 (210) 를 포함하는 통합 제어 시스템 (201) 을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 용량성 센싱 회로부 (204) 는 입력 센싱이 요망되는 주기들 동안 센싱 전극들 (120) 중 하나 이상 위로 송신기 신호들 또는 변조된 신호들을 드라이빙하고 그리고 센싱 전극들 (120) 중 하나 이상으로 결과의 신호들을 수신하도록 구성된 회로부를 포함하는 터치 센싱 모듈 (207) 을 포함한다. 하나의 구성에서, 터치 센싱 모듈 (207) 은 절대 센싱 및/또는 트랜스용량성 센싱 프로세스들을 수행하도록 구성되는 엘리먼트들을 포함한다.With continued reference to FIG. 2A, the processing system 110 coupled to the sensing electrodes 120 includes an integrated control system 201 including a capacitive sensing circuit portion 204 and a display circuit portion 210. In one embodiment, the capacitive sensing circuit unit 204 drives transmitter signals or modulated signals over one or more of the sensing electrodes 120 during periods in which input sensing is desired, and among the sensing electrodes 120 And a touch sensing module 207 comprising circuitry configured to receive one or more resulting signals. In one configuration, the touch sensing module 207 includes elements configured to perform absolute sensing and/or transcapacitive sensing processes.

통합 제어 시스템 (201) 의 하나의 실시형태에서, 용량성 센싱 회로부 (204) 는 입력 센싱이 요망되는 주기들 동안 센싱 전극들 (120) 위로 송신기 신호를 드라이빙하도록 구성된 회로부를 포함하는 송신기 모듈 (205) (도 2b) 을 포함한다. 송신기 신호는 일반적으로 변조되고 입력 센싱을 위해 할당된 시간 주기에 걸쳐 하나 이상의 버스트들을 포함한다. 송신기 신호는 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 더 강건한 위치 정보를 획득하기 위해 변화될 수도 있는 진폭, 주파수 및 전압을 가질 수도 있다. 절대 용량성 센싱에서 사용되는 변조된 신호는 트랜스용량성 센싱에서 사용되는 송신기 신호와 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. 용량성 센싱 회로부 (204) 는 센서 전극들 (120) 중 하나 이상에 선택적으로 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 용량성 센싱 회로부 (204) 는 센싱 영역 (170) 에서 센서 전극들 (120) 의 선택된 부분들에 또는 전부에 커플링되고, 절대 또는 트랜스용량성 센싱 모드 중 어느 하나로 동작할 수도 있다.In one embodiment of the integrated control system 201, the capacitive sensing circuitry 204 includes circuitry configured to drive the transmitter signal over the sensing electrodes 120 for periods where input sensing is desired. ) (Fig. 2b). The transmitter signal is typically modulated and includes one or more bursts over an allotted time period for input sensing. The transmitter signal may have an amplitude, frequency and voltage that may be varied to obtain more robust location information of the input object in the sensing region 170. The modulated signal used in absolute capacitive sensing may be the same as or different from the transmitter signal used in transcapacitive sensing. The capacitive sensing circuit portion 204 may be selectively coupled to one or more of the sensor electrodes 120. For example, the capacitive sensing circuit unit 204 may be coupled to all or to selected portions of the sensor electrodes 120 in the sensing region 170 and may operate in either absolute or transcapacitive sensing mode. .

다양한 실시형태들에서, 용량성 센싱 회로부 (204) 는 센싱 전극들 (120) 로 결과의 신호를 수신하도록 구성된 회로부를 포함하는 수신기 모듈 (206) (도 2b) 을 포함할 수도 있다. 제 2 동작 모드에서, 수신된 결과의 신호는 입력 센싱이 요망되는 주기들 동안 송신기 전극에 의해 생성된 송신기 신호에 대응하는 영향들을 포함한다. 하나 이상의 실시형태들에서, 수신기 모듈 (206) 은 도 2c 와 함께 이하 추가 논의한 바와 같이, 센서 전극 (120) 위로 변조된 신호를 드라이빙하고 그리고 변조된 신호에 대응하는 결과의 신호를 수신하여 센서 전극 (120) 의 절대 커패시턴스의 변화들을 결정하도록 구성된다. 수신기 모듈 (206) 은 센싱 영역 (170) 에서 입력 오브젝트 (140) 의 포지션을 결정할 수도 있고 또는 결과의 신호를 나타내는 정보를 포함한 신호를 센싱 영역 (170) 에서 입력 오브젝트 (140) 의 포지션을 결정하기 위한, 다른 모듈 또는 프로세서, 예를 들어, 전자 시스템 (150) (즉, 호스트 프로세서) 의 결정 모듈 또는 프로세서에 제공할 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 수신기 모듈 (206) 은 AFE (analog front end) 의 부분을 형성하는 복수의 수신기들을 포함한다.In various embodiments, the capacitive sensing circuitry 204 may include a receiver module 206 (FIG. 2B) that includes circuitry configured to receive the resulting signal with the sensing electrodes 120. In the second mode of operation, the received resulting signal includes influences corresponding to the transmitter signal generated by the transmitter electrode during periods for which input sensing is desired. In one or more embodiments, the receiver module 206 drives the modulated signal over the sensor electrode 120 and receives the resulting signal corresponding to the modulated signal, as discussed further below in conjunction with FIG. Is configured to determine changes in the absolute capacitance of 120. The receiver module 206 may determine the position of the input object 140 in the sensing area 170 or determine the position of the input object 140 in the sensing area 170 by using a signal including information representing the resultant signal. For, other modules or processors, for example, may be provided to the determination module or processor of the electronic system 150 (ie, the host processor). In one or more embodiments, the receiver module 206 includes a plurality of receivers that form part of an analog front end (AFE).

도 2b 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 제 2 동작 모드 (예를 들어, 트랜스커패시턴스 모드) 를 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 시스템 (110) 의 부분의 개략도이다. 하나의 구성에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 센싱 데이터를 결정 모듈 (290) 에 및/또는 전자 시스템 (150) 에 제공하기 위해 함께 작동하는 송신기 모듈 (205) 및 수신기 모듈 (206) 을 포함한다. 결정 모듈 (290) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 부분 및/또는 전자 시스템 (150) 의 부분일 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 결정 모듈 (290) 은 수신기 전극에 커플링되는 적어도 하나의 수신기 채널로부터 수신된 수신기 채널 출력 신호(들)를 프로세싱하고, 또한 전자 시스템 (150) 의 다른 부분들에 프로세싱된 신호들을 제공하기 위해 함께 접속되는 디지털 신호 프로세싱 엘리먼트들 및/또는 다른 유용한 디지털 및 아날로그 회로 엘리먼트들을 포함할 것이다. 전자 시스템 (150) 은 그 후 프로세싱된 신호들을 사용하여, 디스플레이에 메시지를 전송하고, 전자 시스템에 의해 실행되고 있는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들에 의해 생성된 명령들에 기초하여 일부 계산 또는 소프트웨어 관련 태스크를 수행하고 및/또는 일부 다른 기능을 수행하는 것과 같은, 프로세싱 시스템 (110) 의 일부 양태를 제어할 수 있다.2B is a schematic diagram of a portion of a processing system 110 used to perform a second mode of operation (eg, a transcapacitance mode), in accordance with one or more of the embodiments described herein. In one configuration, the processing system 110 includes a transmitter module 205 and a receiver module 206 working together to provide input sensing data to the decision module 290 and/or to the electronic system 150. . Decision module 290 may be part of processing system 110 and/or part of electronic system 150. In various embodiments, the determination module 290 processes the receiver channel output signal(s) received from at least one receiver channel coupled to the receiver electrode, and also processed in other portions of the electronic system 150. Digital signal processing elements and/or other useful digital and analog circuit elements that are connected together to provide signals. The electronic system 150 then uses the processed signals to send a message to the display and perform some calculation or software related task based on the instructions generated by one or more software programs being executed by the electronic system. Control some aspects of processing system 110, such as performing and/or performing some other function.

제 2 동작 모드에서 동작하는 동안, 송신기 모듈 (205) 및 수신기 모듈 (206) 은 일반적으로 결정 모듈 (290) 및/또는 전자 시스템 (150) 에 수신기 채널 출력 신호들을 제공하기 위해 함께 작동할 것이다. 상기 논의한 바와 같이, 입력 오브젝트 (140) (도 1) 의 포지션 정보는 송신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (1201,1, 1201,2, ... 120X-1,Y)) 및 수신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (1202,1, 1202,2, ... 120X,Y)) 각각 사이에서 측정된 커패시턴스 (Cs) (예를 들어, 커패시턴스 (CS1, CS2, ... CSN)) 에 기초하여 도출되며, 여기서 N 은 양의 정수이다.While operating in the second mode of operation, transmitter module 205 and receiver module 206 will generally work together to provide receiver channel output signals to decision module 290 and/or electronic system 150. As discussed above, the position information of the input object 140 (FIG. 1) includes transmitter electrodes (e.g., sensor electrodes 120 1,1 , 120 1,2 , ... 120 X-1,Y ) ) And the measured capacitance (Cs) between each of the receiver electrodes (e.g., sensor electrodes 120 2,1 , 120 2,2 , ... 120 X,Y ) (e.g., capacitance (C It is derived on the basis of S1 , C S2 , ... C SN )), where N is a positive integer.

하나의 실시형태에서, 도 2b 에 도시한 바와 같이, 송신기 모듈 (205) 은 송신기 전극들을 드라이빙하도록 적응되는 하나 이상의 드라이버들 (228) 을 포함한다. 하나의 구성에서, 각각의 드라이버 (228) 는 송신기 전극들에 송신기 신호(들)를 형성하기 위해 사용된 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 사인형, 가우시안 또는 다른 형상화된 파형들을 전달하도록 구성되는 전력 공급 및 신호 생성기 (220) 를 포함할 수도 있다. 하나의 구성에서, 신호 생성기 (220) 는 낮은 디스플레이 전압 레벨과 전력 공급의 출력 레벨 사이에 트랜지션하는 송신기 신호를 전달하는 것이 가능한 전기적 디바이스, 또는 심플 스위치를 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 신호 생성기 (220) 는 발진기를 포함할 수도 있다. 일부 구성들에서, 신호 생성기 (220) 는 한번에 송신기 전극들 중 하나 이상에 송신기 신호들을 순차적으로 전달하도록 적응되는 하나 이상의 시프트 레지스터들 (미도시) 및/또는 스위치들 (미도시) 을 포함하는 드라이버 (222) 에 통합된다.In one embodiment, as shown in FIG. 2B, the transmitter module 205 includes one or more drivers 228 adapted to drive the transmitter electrodes. In one configuration, each driver 228 is a power supply configured to deliver square, rectangular, trapezoidal, sinusoidal, Gaussian or other shaped waveforms used to form the transmitter signal(s) to the transmitter electrodes and It may also include a signal generator 220. In one configuration, the signal generator 220 includes an electrical device, or simple switch, capable of passing a transmitter signal that transitions between a low display voltage level and an output level of the power supply. In various embodiments, signal generator 220 may include an oscillator. In some configurations, the signal generator 220 is a driver comprising one or more shift registers (not shown) and/or switches (not shown) adapted to sequentially deliver transmitter signals to one or more of the transmitter electrodes at a time. (222) is incorporated.

하나의 실시형태에서, 수신기 모듈 (206) (또는 본 명세서에서 AFE (analog front end) 로 또한 지칭됨) 은 복수의 수신기 채널들 (275) (예를 들어, 수신기 채널들 (2751, 2752, ... 275N)) 을 포함하고, 그 복수의 수신기 채널들 (275) 각각은 적어도 하나의 수신기 전극 (예를 들어, 센서 전극들 (1202,1, 1202,2, ... 120X,Y)) 로 수신된 결과의 신호를 수신하도록 구성되는 제 1 입력 포트 (241) (예를 들어, 포트들 (2411, 2412, ... 241N)), 라인 (225) 을 통하여 전달된 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는 제 2 입력 포트 (예를 들어, 포트들 (2421, 2422, ... 242N)), 및 결정 모듈 (290) 및 전자 시스템 (150) 에 커플링된 출력 포트를 갖는다. 일부 구성들에서, 라인 (225) 은 가상 그라운드를 형성하기 위해 원하는 전위로 바이어싱될 수 있다. 통상, 각각의 수신기 채널 (275) 은 단일의 수신기 전극에 커플링된다. 복수의 수신기 채널들 (275) 의 각각은 전하 축적기 (276) (예를 들어, 전하 축적기들 (2761, 2762, ... 276N)), 지원 컴포넌트들 (271) (예를 들어, 컴포넌트들 (2711, 2712, ... 271N)), 이를 테면 복조기 회로부, 로우 패스 필터, 샘플 및 유지 회로부, 다른 유용한 전자 컴포넌트들, 필터들 및 아날로그/디지털 컨버터들 (ADC들) 등을 포함할 수도 있다. 아날로그/디지털 컨버터 (ADC) 는 아날로그 신호를 수신하고 그리고 결정 모듈 (290) 에 디지털 신호 (수신기 채널 출력 신호) 를 전달하도록 적응되는 예를 들어, 표준 8, 12 또는 16 비트 ADC 또는 연속 근사 ADC, 시그마-델타 ADC, 알고리즘 ADC 등을 포함할 수도 있다. 하나의 구성에서, 각각의 전하 축적기 (276) 는 디바이스의 출력과 인버팅 입력 사이에 커플링되는 통합 커패시턴스 (integrating capacitance) (Cfb) 를 갖는 인테그레이터 타입 연산 증폭기 (예를 들어, Op Amp들 (A1 내지 AN)) 를 포함한다.In one embodiment, the receiver module 206 (or also referred to herein as an analog front end (AFE)) comprises a plurality of receiver channels 275 (e.g., receiver channels 275 1 , 275 2 , ... 275 N )), and each of the plurality of receiver channels 275 includes at least one receiver electrode (e.g., sensor electrodes 120 2,1 , 120 2,2 , ... A first input port 241 (e.g., ports 24 1 1 , 24 1 2 , ... 241 N )) configured to receive the resultant signal received by 120 X,Y )), line 225 A second input port (e.g., ports 24 2 1 , 24 2 2 , ... 242 N ) configured to receive a reference signal transmitted through the determination module 290 and the electronic system 150 It has a coupled output port. In some configurations, line 225 can be biased to a desired potential to form a virtual ground. Typically, each receiver channel 275 is coupled to a single receiver electrode. Each of the plurality of receiver channels 275 is a charge accumulator 276 (e.g., charge accumulators 276 1 , 276 2 , ... 276 N )), support components 271 (e.g. For example, components 271 1 , 271 2 , ... 271 N ), such as demodulator circuitry, low pass filter, sample and hold circuitry, other useful electronic components, filters and analog/digital converters (ADCs). ), etc. An analog/digital converter (ADC) is adapted to receive an analog signal and pass a digital signal (receiver channel output signal) to the decision module 290, for example a standard 8, 12 or 16 bit ADC or successive approximation ADC, It may also include sigma-delta ADCs, algorithmic ADCs, and the like. In one configuration, each charge accumulator 276 has an integrating capacitance (C fb ) coupled between the device's output and the inverting input (e.g., Op Amps (A 1 to A N )).

도 2c 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 하나 이상에 따른, 제 1 동작 모드 (예를 들어, 절대 커패시턴스 모드) 를 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 시스템 (110) 의 부분의 개략도이다. 하나의 구성에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 절대 센싱 타입 터치 센싱 데이터를 결정 모듈 (290) 및 전자 시스템 (150) 에 제공하기 위해 센서 전극들 (120) 을 간접적으로 드라이빙하도록 구성되는 드라이버 (228) 를 포함하는 수신기 모듈 (206) 을 포함한다. 하나의 예에서, 절대 커패시턴스를 측정할 때, 입력 포트 (241) (예를 들어, 트레이스들 (2411 내지 241N)) 는 센서 전극들 (120) (예를 들어, 트레이스들 (1201,1 내지 120X,Y)) 중 하나에 커플링될 수도 있다. 센싱 사이클 동안, 수신기 모듈 (206) 에서의 인테그레이터 (예를 들어, 전하 축적기 (2761 내지 276N)) 상의 양의 단자는 변조된 신호로 드라이빙될 수도 있다. 인테그레이터 상의 음의 단자는 입력 포트 (241) 에 그리고 피드백 커패시터를 통하여 인테그레이터의 피드백 루프에 커플링될 수도 있다. 양의 단자를 변조하는 것에 기초하여, 수신기 모듈 (206) 은 입력 포트 (241) 에 커플링된 센서 전극 (120) 과 입력 오브젝트 (140) 사이의 커패시턴스를 측정한다. 이 측정을 사용하면, 터치 센싱 모듈 (207) 은 입력 오브젝트 (140) 가 센서 전극 (120) 에 가장 가까운지를 결정할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 결정 모듈 (290) 은 센서 전극 (120) 에 커플링되는 적어도 하나의 수신기 채널로부터 수신된 수신기 채널 출력 신호(들)를 프로세싱하기 위해 함께 접속되고, 그리고 또한 프로세싱된 신호들을 전자 시스템 (150) 의 다른 부분들에 제공할 수도 있는, 디지털 신호 프로세싱 엘리먼트들 및/또는 다른 유용한 디지털 및 아날로그 회로 엘리먼트들을 포함할 것이다. 전자 시스템 (150) 은 그 후 프로세싱된 신호들을 사용하여 디스플레이에 메시지를 전송하는 것, 전자 시스템에 의해 실행되고 있는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들에 의해 생성된 명령들에 기초하여 일부 계산 또는 소프트웨어 관련 태스크를 수행하는 것 및/또는 일부 다른 기능을 수행하는 것과 같은, 프로세싱 시스템 (110) 의 일부 양태를 제어할 수 있다.2C is a schematic diagram of a portion of a processing system 110 used to perform a first mode of operation (eg, an absolute capacitance mode), in accordance with one or more of the embodiments described herein. In one configuration, the processing system 110 is configured to indirectly drive the sensor electrodes 120 to provide absolute sensing type touch sensing data to the determination module 290 and the electronic system 150. And a receiver module 206 comprising a. In one example, when measuring absolute capacitance, the input port 241 (e.g., traces 241 1 to 241 N ) is the sensor electrodes 120 (e.g., traces 120 1, It may be coupled to one of 1 to 120 X,Y )). During the sensing cycle, the integrator (e.g., a charge accumulator (276 1 to 276 N)) on the positive terminal of the receiver module 206 may be driving in a modulated signal. The negative terminal on the integrator may be coupled to the input port 241 and to the feedback loop of the integrator through a feedback capacitor. Based on modulating the positive terminal, the receiver module 206 measures the capacitance between the input object 140 and the sensor electrode 120 coupled to the input port 241. Using this measurement, the touch sensing module 207 may determine whether the input object 140 is closest to the sensor electrode 120. In various embodiments, the determination module 290 is connected together to process the receiver channel output signal(s) received from at least one receiver channel coupled to the sensor electrode 120, and also processes the processed signals. Digital signal processing elements and/or other useful digital and analog circuit elements, which may provide other portions of electronic system 150. The electronic system 150 then uses the processed signals to send a message to the display, some calculation or software related task based on instructions generated by one or more software programs being executed by the electronic system. It is possible to control some aspects of the processing system 110, such as performing and/or performing some other function.

제 1 동작 모드에서 동작하는 동안, 입력 오브젝트 (140) (도 1) 의 포지션 정보는 수신기 전극들 (120) (예를 들어, 센서 전극들 (1201,2)) 근방의 입력 오브젝트 (140) 의 존재에 의해 생성된 커패시턴스 (CF) 의 증가로 인해, 회로를 통하여 흐르는 전하의 양에 기초하여 도출된다. 따라서, 측정된 커패시턴스 (CF) 는 다른 센서 전극들과 그라운드 사이에 형성된 부유 커패시턴스 (C) 와는 상이한 측정 값을 가질 것이다.While operating in the first operation mode, the position information of the input object 140 (FIG. 1) is the input object 140 near the receiver electrodes 120 (eg, sensor electrodes 120 1 , 2 ). It is derived based on the amount of charge flowing through the circuit due to the increase in the capacitance C F created by the presence of. Thus, the measured capacitance C F will have a different measurement value than the stray capacitance C formed between the other sensor electrodes and ground.

동작 동안, 하나 이상의 실시형태들에서, 용량성 센싱 (또는 입력 센싱) 및 디스플레이 업데이팅은 적어도 부분적으로 오버랩핑하는 주기들 동안 일어날 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극이 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이빙됨에 따라, 상이한 공통 전극이 또한 용량성 센싱을 위해 드라이빙될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 용량성 센싱 및 디스플레이 업데이팅은 비-디스플레이 업데이트 주기들로도 또한 지칭되는 비-오버랩핑 주기들 동안 일어날 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 주기들은 디스플레이 프레임의 2 개의 디스플레이 라인들에 대한 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이에 일어날 수도 있고 적어도 하나의 디스플레이 라인 업데이트 주기만큼 시간이 길 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 비-디스플레이 업데이트 주기는 긴 수평 귀선 (blanking) 주기, 긴 h-귀선 주기 또는 분포된 귀선 주기로 지칭될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 주기는 수평 귀선 주기들 및 수직 귀선 주기들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 상이한 비-디스플레이 업데이트 시간들 중 임의의 하나 이상 또는 그 임의의 조합 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 을 드라이빙하도록 구성될 수도 있다.During operation, in one or more embodiments, capacitive sensing (or input sensing) and display updating may occur during periods of at least partially overlapping. For example, as the common electrode is driven for display updating, a different common electrode may also be driven for capacitive sensing. In another embodiment, capacitive sensing and display updating may occur during non-overlapping periods, also referred to as non-display update periods. In various embodiments, non-display update periods may occur between display line update periods for two display lines of a display frame and may be as long as at least one display line update period. In this embodiment, the non-display update period may be referred to as a long horizontal blanking period, a long h-blanking period, or a distributed blanking period. In other embodiments, the non-display update period may include horizontal blanking periods and vertical blanking periods. The processing system 110 may be configured to drive the sensor electrodes 120 for capacitive sensing during any one or more of different non-display update times, or any combination thereof.

도 2a 를 다시 참조하면, 디스플레이 회로부 (210) 는 비-센싱 (예를 들어, 디스플레이 업데이팅) 주기들 동안 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이에 디스플레이 이미지 업데이트 정보를 제공하도록 구성된 회로부를 포함하는 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 을 포함할 수도 있다. 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 은 용량성 센싱 회로부 (204) 와 함께 포함되거나 또는 용량성 센싱 회로부 (204) 로부터 분리될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 및 용량성 센싱 회로부 (204) (즉, 송신기 모듈 (205) 및/또는 수신기 모듈 (206)) 의 적어도 부분을 포함한 제 1 통합 제어기를 포함한다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 을 포함한 제 1 통합 제어기 및 용량성 센싱 회로부 (204) 를 포함한 제 2 통합 제어기를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 및 송신기 모듈 또는 수신기 모듈 중 하나를 포함한 제 1 통합 제어기 및 송신기 모듈 및 수신기 모듈 중 다른 하나를 포함한 제 2 통합 제어기를 포함한다.Referring back to FIG. 2A, the display circuit unit 210 includes a circuit unit configured to provide display image update information to the display of the display device 160 during non-sensing (eg, display updating) periods. It may also include a module 208. The display driver module 208 may be included with the capacitive sensing circuit unit 204 or may be separated from the capacitive sensing circuit unit 204. In one embodiment, the processing system comprises a first integrated controller comprising at least a portion of a display driver module 208 and capacitive sensing circuitry 204 (i.e., transmitter module 205 and/or receiver module 206). Include. In another embodiment, the processing system includes a first integrated controller including a display driver module 208 and a second integrated controller including capacitive sensing circuitry 204. In yet another embodiment, the processing system includes a display driver module 208 and a first integrated controller including one of a transmitter module or a receiver module and a second integrated controller including the other of a transmitter module and a receiver module.

듀얼-게이트 라인 라우팅Dual-gate line routing

도 3 은 2 개의 서브-픽셀들 (310) 이 동일한 서브픽셀 데이터 라인 (315) 을 공유하는 디스플레이 디바이스 (300) 를 예시한다. 하나의 예에서, 본 명세서에서 설명된 디스플레이 디바이스 (300) 의 컴포넌트들은 LCD 디스플레이 디바이스 또는 OLED 디스플레이 디바이스에서 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 픽셀 (305) 은 픽셀 (305) 의 조합된 컬러를 정의하기 위해 조합되는 단색 서브-픽셀들 (310) (예를 들어, 적색, 녹색 및 청색) 의 조합이다. 따라서, 도 3 에 예시된 디스플레이 디바이스 (300) 의 부분은 3 개의 서브-픽셀들 (310) 을 각각 포함하는 4 개의 픽셀들 (305) 을 포함한다. 서브-픽셀들 (310) 의 컬러를 변화시키고 따라서 픽셀 (305) 의 컬러를 변화시키기 위해, 디스플레이 디바이스 (300) 는 디스플레이 디바이스 (300) 에서의 특정한 로우에서의 서브-픽셀들 (310) 중 하나 이상을 활성화하기 위해 사용되는 게이트 라인들 (320) 을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스 (300) 는 활성화된 게이트 라인 (320) 에 접속되는 로우에서의 스위칭 엘리먼트들 (325) (예를 들어, 트랜지스터들) 만을 활성화하는 게이트 라인들 (320) 중의 하나를 한번에 (예를 들어, 순차적으로) 활성화할 수도 있다. 동시에, 디스플레이 디바이스 (300) 는 서브-픽셀들 (310) 에 대한 원하는 전압을 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 위로 드라이빙할 수도 있다. 서브-픽셀들은 그라운드에 커플링되는 것으로 도시되지만, 이것은 서브-픽셀들 (310) 양단에 걸린 전압을 설정하기 위해 사용된 임의의 레퍼런스 전압 (예를 들어, Vcom) 일 수도 있다. 다른 게이트 라인들 (320) 이 그들이 커플링되는 스위칭 엘리먼트들 (325) 을 비활성화하기 때문에, 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 상의 전압들은 비활성화된 스위치들 (325) 에 커플링된 서브-픽셀들 (310) 에 영향을 주지 않는다.3 illustrates a display device 300 in which two sub-pixels 310 share the same subpixel data line 315. In one example, the components of display device 300 described herein may be used in an LCD display device or an OLED display device. As used herein, pixel 305 is a combination of monochromatic sub-pixels 310 (eg, red, green and blue) that are combined to define the combined color of pixel 305. Thus, the portion of the display device 300 illustrated in FIG. 3 includes four pixels 305 each comprising three sub-pixels 310. In order to change the color of the sub-pixels 310 and thus change the color of the pixel 305, the display device 300 has one of the sub-pixels 310 in a particular row in the display device 300 It includes gate lines 320 used to activate the above. For example, the display device 300 activates only the switching elements 325 (e.g., transistors) in a row connected to the activated gate line 320 at a time. It can also be activated (for example, sequentially). At the same time, display device 300 may drive a desired voltage for sub-pixels 310 over sub-pixel data lines 315. The sub-pixels are shown to be coupled to ground, but this may be any reference voltage (eg, Vcom) used to set the voltage across sub-pixels 310. Since the other gate lines 320 deactivate the switching elements 325 to which they are coupled, the voltages on the subpixel data lines 315 are the sub-pixels ( 310) does not affect.

디스플레이 디바이스 (300) 에서, 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 일부 또는 전부는 동일한 로우 상의 적어도 2 개의 서브-픽셀들 (310) 상의 전압을 설정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 서브픽셀 데이터 라인 (315B) 은 서브-픽셀 (G0 및 B0) 상의 전압을 설정한다. 그렇게 함으로써, 디스플레이 디바이스 (300) 는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 이 동일한 로우에서의 서브-픽셀들 (310) 에 의해 공유되지 않은 경우에 필요로 하는 동일한 양의 시간에서 로우를 업데이팅하기 위하여 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 을 2 배 빨리 드라이빙할 수도 있다. 이 기법은 2 개의 게이트 라인들 (320) 이 로우에서의 매 다른 서브-픽셀 (310) 마다 교대로 활성화하기 위하여 사용되는 듀얼-게이트 어레인지먼트로 본 명세서에 지칭된다. 디스플레이 로우 업데이트의 제 1 절반 동안, 제 1 게이트 라인 (320) 은 대응하는 서브-픽셀들 (310) (예를 들어, 서브-픽셀들 (G0, R1 및 B1) 은 소스 라인들 (315B, 315C, 및 315D) 에 전기적으로 커플링된다) 을 업데이팅하기 위해 로우에서의 매 다른 스위칭 엘리먼트 (325) 를 활성화한다. 디스플레이 로우 업데이트의 제 2 절반 동안, 제 2 게이트 라인 (320) 은 나머지 서브-픽셀들 (310) (예를 들어, 서브-픽셀들 (R0, B0, 및 G1) 은 소스 라인들 (315A, 315B, 및 315C) 에 전기적으로 커플링된다) 을 업데이팅하기 위해 로우에서의 스위칭 엘리먼트들 (325) 의 나머지 다른 절반을 활성화한다. 이 방식으로, 게이트 라인들 (320) 및 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 은 정확한 전압들이 서브-픽셀들 (310) 위로 드라이빙되는 것을 보장하도록 동기화될 수도 있다. 듀얼-게이트 어레인지먼트는 동일한 디스플레이 레이트를 유지하기 위하여 소스 및 게이트 라인들 (315, 320) 을 2 배 빨리 드라이빙할 수도 있지만, 서브픽셀 데이터 라인 드라이버들의 수는 절반이 된다.In the display device 300, some or all of the subpixel data lines 315 are used to set the voltage on at least two sub-pixels 310 on the same row. For example, the subpixel data line 315B sets the voltage on the sub-pixels G0 and B0. By doing so, the display device 300 is to update the row in the same amount of time needed if the subpixel data lines 315 are not shared by the sub-pixels 310 in the same row. The subpixel data lines 315 may be driven twice as fast. This technique is referred to herein as a dual-gate arrangement in which two gate lines 320 are used to alternately activate each other sub-pixel 310 in the row. During the first half of the display row update, the first gate line 320 is the corresponding sub-pixels 310 (e.g., sub-pixels G0, R1 and B1) are source lines 315B, 315C. , And electrically coupled to (315D)) every other switching element 325 in the row. During the second half of the display row update, the second gate line 320 has the remaining sub-pixels 310 (e.g., sub-pixels R0, B0, and G1) are source lines 315A, 315B. , And electrically coupled to 315C), the other half of the switching elements 325 in the row. In this way, gate lines 320 and subpixel data lines 315 may be synchronized to ensure correct voltages are driven over sub-pixels 310. The dual-gate arrangement may drive the source and gate lines 315 and 320 twice as fast to maintain the same display rate, but the number of subpixel data line drivers is halved.

듀얼-게이트 어레인지먼트를 사용하여 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 수를 감소시키는 것은 라우팅 채널들 (330) 을 자유화 (free up) 한다. 즉, 듀얼-게이트 어레인지먼트가 사용되지 않았다면, 이들 라우팅 채널들 (330) 은 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 에 의해 점유될 것이다. 대신에, 디스플레이 디바이스 (300) 는 라우팅 채널들 (330) 에 도전성 라우팅 트레이스들 (335) 을 배치할 수도 있다. 추후 논의될 바와 같이, 디스플레이 디바이스 (300) 는 복수의 상이한 층들을 포함할 수도 있다. 즉, 픽셀들 (305), 게이트 라인들 (320), 서브픽셀 데이터 라인들 (315), 및 스위칭 엘리먼트들 (325) 은 디스플레이 디바이스 (300) 를 형성하기 위해 스택되는 2 개 이상의 상이한 층들 상에 위치될 수도 있다. 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 을 포함하는 층은 이제 자유 라우팅 채널들 (330) 을 갖기 때문에, 이들 자유 영역들은 디스플레이 디바이스 (300) 에 트레이스들 (335) 을 추가하기 위해 사용될 수도 있다. 트레이스들 (335) 은 도 2a 에서 논의된 센서 전극들 (120) 에 커플링될 수도 있다. 구체적으로, 트레이스들 (335) 은 센서 전극들 (120) 에 그리고 센서 전극들 (120) 로부터 용량성 센싱 신호들 (예를 들어, 절대 용량성 센싱을 수행하는 경우 변조된 신호 또는 트랜스용량성 센싱을 수행하는 경우 송신기/결과의 신호들) 을 반송하기 위해 사용될 수도 있다. 바람직하게는, 신호들의 이 라우팅은 자유 채널 영역들 (330) 내에서 수행되고, 따라서 디스플레이 디바이스 (300) 에 상이한 층을 추가하는 것을 회피할 수도 있다.Reducing the number of subpixel data lines 315 using the dual-gate arrangement frees up the routing channels 330. That is, if the dual-gate arrangement was not used, these routing channels 330 would be occupied by subpixel data lines 315. Instead, display device 300 may place conductive routing traces 335 in routing channels 330. As will be discussed later, display device 300 may include a plurality of different layers. That is, the pixels 305, the gate lines 320, the subpixel data lines 315, and the switching elements 325 are on two or more different layers stacked to form the display device 300. It may be located. Since the layer comprising subpixel data lines 315 now has free routing channels 330, these free regions may be used to add traces 335 to the display device 300. Traces 335 may be coupled to sensor electrodes 120 discussed in FIG. 2A. Specifically, the traces 335 are capacitive sensing signals to the sensor electrodes 120 and from the sensor electrodes 120 (for example, when performing absolute capacitive sensing, a modulated signal or transcapacitive sensing May be used to carry the transmitter/result signals). Advantageously, this routing of signals is performed within the free channel regions 330 and thus may avoid adding a different layer to the display device 300.

센서 전극 어레인지먼트 예들Examples of sensor electrode arrangements

도 4a 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 센싱 영역 (170) 을 가진 통합 입력 디바이스 (400) 를 예시한다. 도 4b 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, LCD 타입의 통합 입력 디바이스 (400) 의 부분의 개략적 부분 측단면도이다. 통합 입력 디바이스 (400) 는 상기 논의되는, 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스 (300) 내에서 확인된 컴포넌트들의 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다. 이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 부호들은 이들 도면들과 다음에 오는 것들 간에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 사용되었다. 통합 입력 디바이스 (400) 는 통합 입력 디바이스 (400) 의 외부층으로서 기능할 수도 있는 제 1 기판 (405) 을 포함한다. 제 1 기판 (405) 은 유리 재료, 플라스틱 재료 또는 폴리머 재료와 같은 투명 재료로 형성될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 기판 (405) 은 통합 입력 디바이스 (400) 의 보호 상부층일 수도 있다. 도시하지 않았지만, 추가적인 층들이 통합 입력 디바이스를 제조할 때 제 1 기판 (405) 위에 추가될 수도 있다.4A illustrates an integrated input device 400 with a sensing area 170, according to one embodiment described herein. 4B is a schematic partial cross-sectional side view of a portion of an integrated input device 400 of the LCD type, according to one embodiment described herein. Integrated input device 400 may include some or all of the components identified within input device 100 and display device 300, discussed above. For ease of understanding, like reference numerals have been used where possible to designate the same elements common between these figures and those that follow. The integrated input device 400 includes a first substrate 405 that may function as an outer layer of the integrated input device 400. The first substrate 405 may be formed of a transparent material such as a glass material, a plastic material, or a polymer material. In one embodiment, the first substrate 405 may be a protective top layer of the integrated input device 400. Although not shown, additional layers may be added over the first substrate 405 when manufacturing the integrated input device.

층 (410) 은 센싱 영역 (170) 내의 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 사용되는 투명 센서 전극들 (120) 을 포함할 수도 있다. 이로써, 통합 입력 디바이스 (400) 대한 입력 오브젝트의 근접도를 검출하기 위해 사용된 용량성 센싱 엘리먼트들이 통합 입력 디바이스 (400) 의 부분 내에 통합되거나 또는 통합 입력 디바이스 (400) 위에 배치될 수도 있다. 층 (410) 은 제 1 기판 (405) 바로 아래에 있을 수도 있거나 또는 하나 이상의 층들이 도 4b 와 함께 이하 추가 논의된 바와 같이, 통합 입력 디바이스 (400) 내의 층 (410) 과 제 1 기판 (405) 을 분리할 수도 있다.Layer 410 may include transparent sensor electrodes 120 used to determine a position of an input object within sensing area 170. Thereby, the capacitive sensing elements used to detect the proximity of the input object to the integrated input device 400 may be integrated within a portion of the integrated input device 400 or disposed on the integrated input device 400. The layer 410 may be directly under the first substrate 405 or one or more layers are discussed further below in conjunction with FIG. 4B, the layer 410 and the first substrate 405 in the integrated input device 400. ) Can also be separated.

일부 실시형태들에서, 층 (410) 은 디스플레이를 업데이팅할 때 및 용량성 센싱을 수행할 때 사용될 수도 있다 - 즉, 센싱 전극들 (120) 은 상기 설명한 같이 공통 전극들이다. 하나의 실시형태에서, 센싱 전극들 (120) 은 층 (410) 에서 모든 공통 전극들을 포함한다. 디스플레이 업데이팅 동안, 전극들 (120) 은 서브-픽셀들 (310) 양단에 걸린 전압을 설정할 때 레퍼런스 전압 (예를 들어, 그라운드 또는 Vcom) 으로서 기능하기 위해 도 3 에 도시된 서브-픽셀들 (310) 에 커플링될 수도 있다. 그러나, 용량성 센싱 동안, 용량성 센싱 신호들은 입력 오브젝트들을 검출하기 위하여 전극들 (120) 위로 드라이빙될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 층 (410) 은 상기 설명된 듀얼 목적을 서빙하기 위하여 전극들 (120) 에 패터닝되는 Vcom 층일 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 전극들 (120) 은 예를 들어, 게이트 전극들을 형성하는 층과 같은, 통합 입력 디바이스 (400) 의 다른 층들에 통합될 수도 있다.In some embodiments, layer 410 may be used when updating a display and when performing capacitive sensing-that is, sensing electrodes 120 are common electrodes as described above. In one embodiment, sensing electrodes 120 include all common electrodes in layer 410. During display updating, the electrodes 120 serve as a reference voltage (e.g., ground or Vcom) when setting the voltage across the sub-pixels 310. 310) may be coupled. However, during capacitive sensing, capacitive sensing signals may be driven over the electrodes 120 to detect input objects. In one embodiment, layer 410 may be a Vcom layer patterned on electrodes 120 to serve the dual purpose described above. In other embodiments, the electrodes 120 may be incorporated into other layers of the integrated input device 400, such as, for example, a layer forming the gate electrodes.

도 4a 에 도시하지 않았지만, 통합 입력 디바이스 (400) 는 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 상의 트레이스들 (335) 을 층 (410) 에서의 전극들 (120) 중 하나에 커플링하는 각각의 비아들을 포함할 수도 있다. 하나의 예에서, 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 은 서브-층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 복수의 도전성 비아들을 사용하여 LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480) (도 4b) 중 하나 이상에 접속될 수 있다. 하나의 예에서, TFT 회로들 및 디스플레이 픽셀들 (305) 은 TFT 층 (481D) (도 4b) 에 형성되고 제 1 서브-층의 도전성 층 내에 포지셔닝되는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 은 제 1 서브-층을 통하여 연장하는 도전성 비아들을 사용하여 TFT 층 (481D) 엘리먼트들에 커플링된다. 도 4a 는 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 이 층 (410) 을 직접 접촉하는 것을 예시하지만, 이것이 요건은 아니다. 예를 들어, 비아들은 트레이스들 (335) 을 전극들 (120) 에 전기적으로 접속하기 위하여 다수의 층들을 통하여 연장할 수도 있다.Although not shown in FIG. 4A, the integrated input device 400 includes respective vias coupling the traces 335 on the subpixel data line layer 415 to one of the electrodes 120 in the layer 410. It can also be included. In one example, the subpixel data lines 315 and traces 335 are one of the LCD display elements 480 (FIG. 4B) using a plurality of conductive vias extending through one or more of the sub-layers. It can be connected to the above. In one example, the TFT circuits and display pixels 305 are formed in the TFT layer 481D (Fig. 4B) and the subpixel data lines 315 positioned within the conductive layer of the first sub-layer are the first The TFT layer 481D elements are coupled using conductive vias extending through the sub-layer. 4A illustrates that the subpixel data line layer 415 directly contacts the layer 410, but this is not a requirement. For example, vias may extend through multiple layers to electrically connect traces 335 to electrodes 120.

하나의 구성에서, 도 3 과 함께 상기 논의한 바와 같이, 픽셀들, 서브픽셀들, 게이트 라인들, 서브픽셀 데이터 라인들, 및/또는 스위칭 엘리먼트들은 통합 입력 디바이스 (400) 의 부분을 형성하기 위해 스택되는 제 3 기판 (485) (도 4b) 또는 TFT 기판의 2 개 이상의 상이한 층들 상에 위치될 수도 있다. 제 3 기판 (485) 은 절연층과 도전성 층을 포함하는 복수의 서브-층들 (미도시) 을 포함하며, 본 명세서에 TFT 기판 (485) 으로 또한 지칭된다. 도전성 층에서의 도전 재료는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 과 같은, 하나 이상의 도전성 트레이스들을 형성하기 위해 패터닝될 수 있다. 일부 구성들에서, 통합 입력 디바이스 (400) 는 통합 입력 디바이스 (400) 에서의 서브픽셀들 위로 전압들을 드라이빙하기 위해 다양한 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 을 라우팅하는 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) (도 4a) 을 포함한다. 따라서, 하나의 예에서, 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 은 TFT 층 (481D) 또는 제 3 기판 (485) 의 제 1 서브-층 내에 형성될 수도 있다. 도시한 바와 같이, 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 은 또한 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 과 인터리빙될 수도 있는 트레이스들 (335) 을 포함한다.In one configuration, as discussed above in conjunction with FIG. 3, pixels, subpixels, gate lines, subpixel data lines, and/or switching elements are stacked to form part of the integrated input device 400. It may be located on two or more different layers of a third substrate 485 (Fig. 4B) or a TFT substrate. The third substrate 485 includes a plurality of sub-layers (not shown) including an insulating layer and a conductive layer, and is also referred to herein as a TFT substrate 485. The conductive material in the conductive layer may be patterned to form one or more conductive traces, such as subpixel data lines 315 and traces 335. In some configurations, the integrated input device 400 routes the various subpixel data lines 315 to drive voltages over the subpixels in the integrated input device 400. 4a). Thus, in one example, the subpixel data line layer 415 may be formed in the TFT layer 481D or the first sub-layer of the third substrate 485. As shown, the subpixel data line layer 415 also includes traces 335 that may be interleaved with the subpixel data lines 315.

도 4a 에 예시된, 디스플레이 재료 층 (420) 은 도 3 에 도시된 픽셀들 (305) 을 포함할 수도 있다. 즉, 서브픽셀들을 형성하기 위해 사용된 재료 (예를 들어, 액정, 전계 발광 (emissive electroluminescent) 재료 등) 는 층 (420) 상에 배치될 수도 있다. 이로써, 통합 입력 디바이스 (400) 는 층 (420) 에서의 서브픽셀들을 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 에서의 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 에 커플링하는 비아들을 포함할 수도 있다.The display material layer 420, illustrated in FIG. 4A, may include the pixels 305 shown in FIG. 3. That is, the material used to form the subpixels (eg, liquid crystal, an emissive electroluminescent material, etc.) may be disposed on the layer 420. As such, the integrated input device 400 may include vias that couple subpixels in layer 420 to subpixel data lines 315 in subpixel data line layer 415.

통합 입력 디바이스 (400) 는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 을 디스플레이 재료 층 (420) 에서의 서브픽셀들에 전기적으로 커플링하기 위해 복수의 게이트 라인들 (320) 을 포함하는 게이트 라인 층 (425) 을 포함할 수도 있다. 이로써, 통합 입력 디바이스 (400) 는 서브-층들 중 하나 내에 형성될 수도 있는, 디스플레이 재료 층 (420) 에서의 스위칭 엘리먼트들 (미도시) 에 게이트 라인들 (320) 을 커플링하는 비아들을 포함할 수도 있다. 더욱이, 도 4a 에 도시된, 다양한 층들은 물론 그들의 순서는 단지 예시를 목적으로 한 것이며 본 명세서에서 제시된 실시형태들과 함께 사용될 수도 있는 상이한 통합 입력 디바이스들을 제한하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 통합 입력 디바이스 (400) 는 도시된 층들보다 더 많거나 또는 더 적은 층들을 포함할 수도 있거나, 또는 통합 입력 디바이스 (400) 는 층들을 상이하게 순서화할 수도 있다.The integrated input device 400 includes a gate line layer 425 comprising a plurality of gate lines 320 to electrically couple the subpixel data lines 315 to the subpixels in the display material layer 420. ) Can also be included. Thereby, the integrated input device 400 will include vias coupling the gate lines 320 to the switching elements (not shown) in the display material layer 420, which may be formed in one of the sub-layers. May be. Moreover, the order of the various layers, as well as their order, shown in FIG. 4A is for illustrative purposes only and is not intended to limit the different integrated input devices that may be used with the embodiments presented herein. For example, the integrated input device 400 may include more or fewer layers than the illustrated layers, or the integrated input device 400 may order the layers differently.

이하의 설명은 도 4 를 주로 참조하여 일 타입의 LCD 디스플레이를 주로 논의하지만, 이 구성은 본 명세서에서 설명된 실시형태들 중 하나 이상이 또한 다른 타입들의 LCD 디바이스들 (예를 들어, IPS 디바이스들), 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이 구성들 또는 다른 유사한 디스플레이 구성들과 함께 사용될 수 있기 때문에 본 명세서에서 설명된 발명의 범위에 제한하는 것으로 의도되지 않는다.The following description mainly discusses one type of LCD display with reference mainly to Fig. 4, but this configuration is also applicable to other types of LCD devices (e.g., IPS devices ), organic light-emitting diode (OLED) display configurations, or other similar display configurations, so it is not intended to be limited to the scope of the invention described herein.

통합 입력 디바이스 (400) 의 일부 실시형태들은 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판, 및 제 3 기판을 포함할 수도 있다. 제 1 투명 기판은 사용 중에 사용자들의 눈에 더 가깝게 위치되도록 구성될 수도 있고, 일부 경우들에서 렌즈일 수도 있고, 또는 때로는 창유리 (window glass) 로 지칭될 수도 있다. 제 2 투명 기판은 제 1 투명 기판과 제 3 기판 사이에 위치된다. 제 3 기판은 전기장을 변화시키도록 구성된 액티브 층을 반송할 수도 있다. 제 3 기판은 TFT 기판일 수도 있고 액티브 층은 TFT 층일 수도 있다. 통합 제어 시스템 (201) 은 제 3 기판에 통신적으로 커플링되고, 제 3 기판에 장착되고 및/또는 제 3 기판으로부터 멀리 떨어져 위치될 수도 있다. 일반적으로, 도 4b 에 도시되지 않은 센서 전극들 (120) 은 통상 통합 입력 디바이스 (400) 내의 포지션들 (A 내지 E) 중 하나 이상에 또는 그 근방에 배치된다.Some embodiments of the integrated input device 400 may include a first transparent substrate, a second transparent substrate, and a third substrate. The first transparent substrate may be configured to be positioned closer to the eyes of users during use, may in some cases be lenses, or may sometimes be referred to as window glass. The second transparent substrate is positioned between the first transparent substrate and the third substrate. The third substrate may carry an active layer configured to change the electric field. The third substrate may be a TFT substrate and the active layer may be a TFT layer. The integrated control system 201 may be communicatively coupled to the third substrate, mounted to the third substrate, and/or located remotely from the third substrate. In general, sensor electrodes 120 not shown in FIG. 4B are typically disposed at or near one or more of the positions A through E within the integrated input device 400.

일부 실시형태들에서, 통합 입력 디바이스 (400) 는 제 1 기판 (405), 광 엘리먼트 층 (450), 제 2 기판 (460), LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480), 제 3 투명 기판 (485) 및 백라이트 모듈 (490) 을 포함할 수도 있다. LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480) 은 컬러 필터 층 (481A), 옵션의 공통 전극 층 (481B), 액정 함유 층 (481C), TFT 층 (481D) 및 LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480) 에서 확인된 다양한 층들을 캡슐화하는데 사용되는 개스킷 (481E) 을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 도 4b 에 도시한 바와 같이, 제 1 기판 (405) 은 커버 기판이고, 제 2 기판 (460) 은 컬러 필터 기판이고, 제 3 기판 (485) 은 TFT 기판이고, 그리고 통합 제어 시스템 (201) 은 제 3 기판 (485) 의 표면에 장착된다. 다른 실시형태에서, 도 4b 에 도시한 바와 같이, 제 1 기판 (405) 은 커버 기판이고, 제 2 기판 (460) 은 컬러 필터 기판이고, 제 3 기판 (485) 은 TFT 기판이고, 그리고 통합 제어 시스템 (201) 은 제 2 기판 (460) 의 표면에 장착된다. 하나의 구성에서, 광 엘리먼트 층 (450) 은 폴라라이저 필름 층 (451) 및 비산방지 층 (452) 을 포함한다. 백라이트 모듈 (490) 은 폴라라이징 층 (491A) 및 LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480) 에 광을 전달하는 백라이트 디바이스 (491B) 로 구성될 수도 있다.In some embodiments, the integrated input device 400 includes a first substrate 405, an optical element layer 450, a second substrate 460, LCD display elements 480, a third transparent substrate 485 and It may also include a backlight module 490. The LCD display elements 480 incorporate the various layers identified in the color filter layer 481A, the optional common electrode layer 481B, the liquid crystal containing layer 481C, the TFT layer 481D and the LCD display elements 480. It may also include a gasket 481E used to encapsulate. In one embodiment, as shown in Fig. 4B, the first substrate 405 is a cover substrate, the second substrate 460 is a color filter substrate, the third substrate 485 is a TFT substrate, and The control system 201 is mounted on the surface of the third substrate 485. In another embodiment, as shown in Fig. 4B, the first substrate 405 is a cover substrate, the second substrate 460 is a color filter substrate, the third substrate 485 is a TFT substrate, and integrated control The system 201 is mounted on the surface of the second substrate 460. In one configuration, the light element layer 450 includes a polarizer film layer 451 and an anti-shatter layer 452. The backlight module 490 may be composed of a polarizing layer 491A and a backlight device 491B that delivers light to the LCD display elements 480.

본 명세서에 도시하지 않는 일부 구성에서, 통합 입력 디바이스 (400) 는 별개의 공통 전극 층 (481B) 을 포함하지 않을 수도 있다. 따라서, 일부 구성들에서, 공통 전극들은 TFT 층 (481D) 내에 배치될 수도 있다. 이 경우에, LCD 디스플레이 엘리먼트들 (480) 은 단지 컬러 필터 층 (481A), 액정 함유 층 (481C), TFT 층 (481D) 및 개스킷 (481E) 을 포함할 것이며, TFT 층 (481D) 은 공통 전극 층 (481B) 에서 이전에 확인된 공통 전극들 및 디스플레이 픽셀들 (305) 을 포함할 것이다. 이 타입의 통합 입력 디바이스 (400) 구성은 IPS (in-plane switching; IPS), 프린지 필드 스위칭 (fringe field switching; FFS) 또는 평면 라인 스위칭 (plane line switching; PLS) LCD 디바이스로 보통 알려져 있다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 센서 전극들 (실질적으로 불투명한 재료를 포함할 수도 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다) 은 통합 입력 디바이스 (예를 들어, 서브픽셀들) 의 루미넌스에 대한 패터닝된 센서 전극들의 시각적 영향을 감소시키기 위하여 컬러 필터 유리 상에 패터닝 및 또는 회전 정렬될 수도 있다.In some configurations not shown herein, the integrated input device 400 may not include a separate common electrode layer 481B. Thus, in some configurations, common electrodes may be disposed within the TFT layer 481D. In this case, the LCD display elements 480 will only include a color filter layer 481A, a liquid crystal containing layer 481C, a TFT layer 481D and a gasket 481E, and the TFT layer 481D is a common electrode. It will include common electrodes and display pixels 305 previously identified in layer 481B. This type of integrated input device 400 configuration is commonly known as an in-plane switching (IPS), fringe field switching (FFS) or plane line switching (PLS) LCD device. In various embodiments, one or more sensor electrodes (which may or may not include a material that is substantially opaque) is a patterned sensor electrode for the luminance of an integrated input device (e.g., subpixels). They may be patterned and or rotated aligned on the color filter glass to reduce the visual impact of them.

입력 디바이스 (400) 의 일부 다른 구성들에서, 투명 도전성 산화물 (transparent conductive oxide; TCO) 층은 그보다 위의 층들에 대한 정전 방전 또는 축적된 표면 전하들의 영향들을 완화시키는 목적을 위해 제 2 기판 (460) 의 어느 하나의 표면 상에 성막 (deposite) 된다. 형성된 TCO 층은 또한 센서 전극들을 형성하기 위해 세그먼트화 및 사용될 수 있다.In some other configurations of the input device 400, a transparent conductive oxide (TCO) layer is provided with a second substrate 460 for the purpose of mitigating the effects of electrostatic discharge or accumulated surface charges on the layers above it. ) Is deposited on any one surface. The formed TCO layer can also be segmented and used to form sensor electrodes.

디스플레이 및 센서 전극 구성 예들Examples of display and sensor electrode configurations

통합 입력 디바이스 (400) 의 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 은 동일한 기판의 상이한 측면들 상에 배열될 수도 있다. 도 4b 를 참조하면, 일부 구성들에서, 센서 전극들 (120) 은 제 1 기판 (405) 상에서 포지션들 (A 및/또는 B) 에 포지셔닝되거나 또는 제 2 기판 (460) 상에서 포지션들 (C 및/또는 D) 에 포지셔닝될 수도 있다. 센서 전극(들) (120) 의 각각은 통합 입력 디바이스 (400) 내에 배치된 기판의 표면들 중 하나를 가로질러 길이방향으로 연장할 수도 있다. 게다가 여전히, 기판의 하나의 측면 상에서, 센서 전극들 (120) 은 제 1 방향으로 연장할 수도 있지만, 기판의 다른 측면 상에서는, 센서 전극들 (120) 은 제 1 방향에 병렬이거나, 수직이거나 또는 비스듬하거나 한 제 2 방향으로 연장할 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들 (120) 은 기판의 하나의 측면 상의 전극들 (120) 이 기판의 대향 측면 상의 센서 전극들 (120) 에 수직인 방향으로 연장하는 바 (bar) 들 또는 스트라이프 (stripe) 들로서 형상화될 수도 있다.In one embodiment of the integrated input device 400, the sensor electrodes 120 may be arranged on different sides of the same substrate. 4B, in some configurations, the sensor electrodes 120 are positioned in positions (A and/or B) on the first substrate 405 or positions (C and) on the second substrate 460 /Or may be positioned in D). Each of the sensor electrode(s) 120 may extend longitudinally across one of the surfaces of a substrate disposed within the integrated input device 400. Furthermore, still, on one side of the substrate, the sensor electrodes 120 may extend in a first direction, while on the other side of the substrate, the sensor electrodes 120 are parallel, perpendicular or oblique to the first direction. Or it can extend in one second direction. For example, the sensor electrodes 120 may include bars or stripes extending in a direction perpendicular to the sensor electrodes 120 on the opposite side of the substrate by the electrodes 120 on one side of the substrate. ) Can also be shaped as.

하나의 구성에서, 센서 전극들 (120) 은 또한 후에 함께 라미네이팅되는 상이한 기판들 상에 형성될 수도 있다. 하나의 예에서, 센서 전극들 (120) 의 제 1 부분은 제 1 기판 (405) 상에서 포지션들 (A 또는 B) 에 포지셔닝될 수도 있고 센서 전극들 (120) 의 제 2 부분은 제 2 기판 (460) 상에서 포지션들 (C 또는 D) 에 포지셔닝될 수도 있다. 다른 예에서, 센서 전극들 (120) 의 제 1 부분은 제 2 기판 (460) 상에서 포지션들 (C 또는 D) 에 포지셔닝될 수도 있고 제 2 전극들 (120) 의 제 2 부분은 제 3 기판 (485) 상에서 포지션 (E) 에 포지셔닝될 수도 있다. 또 다른 예에서, 센서 전극들 (120) 의 제 1 부분은 제 2 기판 (460) 상에서 포지션들 (A, B, C 또는 D) 에 포지셔닝될 수도 있고 센서 전극들 (120) 의 제 2 부분은 제 3 기판 (485) 상에서 포지션 (E) 에 포지셔닝될 수도 있다. 동작 동안, 기판들 중 하나 상에 배치된 제 1 복수의 센서 전극들 (120) 은 센싱 신호를 송신하기 위해 사용될 수도 있는 한편 (즉, 송신기 전극들), 다른 기판 상에 배치된 제 2 복수의 센서 전극들 (120) 은 결과의 신호들을 수신하기 위해 사용된다 (즉, 수신기 전극들). 다른 실시형태들에서, 제 1 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들은 절대 용량성 센서 전극들로서 드라이빙될 수도 있다.In one configuration, the sensor electrodes 120 may also be formed on different substrates that are later laminated together. In one example, a first portion of the sensor electrodes 120 may be positioned in positions (A or B) on a first substrate 405 and a second portion of the sensor electrodes 120 may be positioned on a second substrate ( It may be positioned in positions (C or D) on 460. In another example, the first portion of the sensor electrodes 120 may be positioned in positions (C or D) on the second substrate 460 and the second portion of the second electrodes 120 is the third substrate ( 485) may be positioned in position E. In another example, a first portion of the sensor electrodes 120 may be positioned in positions (A, B, C or D) on the second substrate 460 and the second portion of the sensor electrodes 120 is It may be positioned in position E on the third substrate 485. During operation, a first plurality of sensor electrodes 120 disposed on one of the substrates may be used to transmit a sensing signal (i.e., transmitter electrodes), while a second plurality of sensor electrodes 120 disposed on another substrate Sensor electrodes 120 are used to receive the resulting signals (ie, receiver electrodes). In other embodiments, the first and/or second plurality of sensor electrodes may be driven as absolute capacitive sensor electrodes.

다른 구성에서, 센서 전극들 (120) 은 모두 공통 기판의 동일한 측면 또는 표면 상에 위치된다. 하나의 예에서, 제 1 복수의 센서 전극들은 제 1 복수의 센서 전극들이 제 2 복수의 센서 전극들을 크로스오버하는 영역들에 점퍼들을 포함하고, 여기서 점퍼들은 제 2 복수의 센서 전극들로부터 절연된다. 도 4b 를 참조하면, 일부 구성들에서, 센서 전극들 (120) 의 전부는 제 1 기판 (405) 상에서 포지션들 (A 또는 B) 에 포지셔닝되거나, 제 2 기판 (460) 상에서 포지션들 (C 또는 D) 에 포지셔닝되거나 또는 제 3 기판 (485) 상에서 포지션 (E) 에 포지셔닝될 수도 있다. 하나의 예에서, 센서 전극들 (120) 은 통합 입력 디바이스 (400) 의 제 2 기판 (예를 들어, 컬러 필터 유리) 과 제 3 기판 (485) (즉, TFT 기판) 사이에 배치될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들은 각각이 하나 이상의 공통 전극들을 포함하는 TFT 기판 상에 배치되고 제 2 복수의 센서 전극들은 컬러 필터 유리와 TFT 기판 사이에 배치될 수도 있다. 구체적으로, 수신기 전극들은 컬러 필터 유리 상에, 컬러 필터 층 (481A) 의 부분일 수도 있는 블랙 마스크 내에 라우팅될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 의 전부는 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다. 센서 전극들 (120) 은 전극들의 어레이로서 컬러 필터 유리 또는 TFT 기판 상에 완전히 위치될 수도 있다. 상기 논의한 바와 같이, 센서 전극들 (120) 의 일부는 점퍼들을 사용하여 어레이에서 함께 커플링될 수도 있거나 또는 모든 전극들 (120) 은 어레이에서 전기적으로 절연되고 센서 전극들 (120) 을 실딩 (shielding) 또는 가딩 (guarding) 하기 위해 그리드 전극들을 사용할 수도 있다. 하나 더의 실시형태에서, 그리드 전극들은 존재 시 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다.In another configuration, the sensor electrodes 120 are all located on the same side or surface of a common substrate. In one example, the first plurality of sensor electrodes includes jumpers in regions where the first plurality of sensor electrodes crossover the second plurality of sensor electrodes, wherein the jumpers are insulated from the second plurality of sensor electrodes . 4B, in some configurations, all of the sensor electrodes 120 are positioned in positions (A or B) on the first substrate 405, or in positions (C or B) on the second substrate 460. D) or may be positioned at position E on the third substrate 485. In one example, the sensor electrodes 120 may be disposed between the second substrate (e.g., color filter glass) and the third substrate 485 (i.e., TFT substrate) of the integrated input device 400 . In one embodiment, the first plurality of sensor electrodes may be disposed on a TFT substrate, each comprising one or more common electrodes, and the second plurality of sensor electrodes may be disposed between the color filter glass and the TFT substrate. Specifically, the receiver electrodes may be routed on the color filter glass, in a black mask, which may be part of the color filter layer 481A. In another embodiment, all of the sensor electrodes 120 include one or more common electrodes. The sensor electrodes 120 may be completely positioned on a color filter glass or TFT substrate as an array of electrodes. As discussed above, some of the sensor electrodes 120 may be coupled together in an array using jumpers or all electrodes 120 are electrically isolated in the array and shielding the sensor electrodes 120. ) Or grid electrodes may be used for guarding. In one more embodiment, the grid electrodes, when present, comprise one or more common electrodes.

다른 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 은 모두 공통 기판의 동일한 측면 또는 표면 상에 위치된다. 이러한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 은 서로 전기적으로 절연된다. 하나의 실시형태에서, 전극들 (120) 은 각각의 센서 전극 (120) 이 실질적으로 동일한 사이즈 및/또는 형상인 매트릭스 어레이로 배치된다. 이러한 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 은 매트릭스 센서 전극으로 지칭될 수도 있다. 일부 경우들에서, 절대 센싱 모드에서 사용될 때, 매트릭스 어레이의 각각의 센서 전극은 용량성 이미지의 픽셀에 대응할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 측정된 결과의 신호를 통해 절대 커패시턴스의 변화들을 결정하기 위해 변조된 신호로 센서 전극들 (120) 을 드라이빙하도록 구성된다. 교대로, 일부 경우들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 센서 전극들 (120) 중 제 1 센서 전극 위로 송신기 신호를 드라이빙하고 센서 전극들 (120) 중 제 2 센서 전극으로 결과의 신호를 수신하도록 구성된다. 드라이빙된 센서 전극 (120) 및 수신 센서 전극은 이 경우에 용량성 이미지의 픽셀인 것으로 일반적으로 간주된다. 트랜스용량성 및 절대 센싱 모드들에서의 송신된 신호(들) 및 변조된 신호(들)는 형상, 진폭, 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 있어서 유사할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 송신기 신호(들) 및 변조된 신호(들)는 동일한 신호이다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 그리드 전극들은 기판들 중 하나 이상 상에 그리고 센서 전극들 (120) 사이에 배치될 수도 있으며, 여기서 그리드 전극(들)은 센서 전극들을 실딩 및 가딩하기 위해 사용될 수도 있다.In another embodiment, the sensor electrodes 120 are all located on the same side or surface of a common substrate. In these embodiments, the sensor electrodes 120 are electrically isolated from each other. In one embodiment, the electrodes 120 are arranged in a matrix array in which each sensor electrode 120 is substantially the same size and/or shape. In this embodiment, the sensor electrodes 120 may be referred to as a matrix sensor electrode. In some cases, when used in the absolute sensing mode, each sensor electrode of the matrix array may correspond to a pixel of the capacitive image. Thus, in some embodiments, processing system 110 is configured to drive sensor electrodes 120 with a modulated signal to determine changes in absolute capacitance through the measured result signal. Alternately, in some cases, the processing system 110 also drives the transmitter signal over the first of the sensor electrodes 120 and receives the resulting signal with the second of the sensor electrodes 120. Is composed. The driven sensor electrode 120 and the receiving sensor electrode are generally considered to be pixels of the capacitive image in this case. The transmitted signal(s) and modulated signal(s) in transcapacitive and absolute sensing modes may be similar in at least one of shape, amplitude, frequency and phase. In various embodiments, the transmitter signal(s) and modulated signal(s) are the same signal. In various embodiments, one or more grid electrodes may be disposed on one or more of the substrates and between the sensor electrodes 120, where the grid electrode(s) may be used to shield and guard the sensor electrodes. .

통합 제어기 구성 예들Examples of integrated controller configurations

도 5 는 본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태에 따른, 디스플레이 업데이팅 및 용량성 센싱을 수행하기 위해 통합 입력 디바이스 (400) 의 통합 제어 시스템 (201) 내에 형성되는 하나 이상의 통합 제어기들 (500) 을 갖는 입력 디바이스 (100) 의 개략도이다. 일반적으로, 하나 이상의 통합 제어기들 (500) 은 통합 제어 시스템 (201) 의 부분인 디스플레이 회로부 및 용량성 센싱 회로부를 포함한다. 하나의 구성에서, 통합 제어기 (500) 는 통합 제어 시스템 (201) 을 형성하기 위해 사용된 다양한 이산 반도체 디바이스들을 형성하기 위해 반도체 기판 (예를 들어, 결정질 (crystalline) 실리콘 기판) 상에 형성되는 패터닝된 도전성 및 유전체 층들의 다수의 층들을 포함하는 IC 칩을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 통합 제어기들 (500) 은 통합 입력 디바이스 (400) 의 부분에 직접 장착될 수도 있다. 예를 들어, 통합 제어기들 (500) 은 도 4a 에 도시된 제 1 기판 (405) 또는 도 4b 에 도시한 바와 같이 제 3 기판 (485) 에 부착될 수도 있다. 입력 디바이스 (400) 가 다수의 통합 제어기들 (500) 을 포함할 수도 있지만, 일부 실시형태들에서, 단 하나의 통합 제어기 (500) 가 사용될 수도 있다.5 illustrates one or more integrated controllers 500 formed within the integrated control system 201 of the integrated input device 400 to perform display updating and capacitive sensing, according to one embodiment described herein. Is a schematic diagram of an input device 100 having In general, the one or more integrated controllers 500 include a display circuit portion and a capacitive sensing circuit portion that are part of the integrated control system 201. In one configuration, the integrated controller 500 includes patterning formed on a semiconductor substrate (e.g., a crystalline silicon substrate) to form the various discrete semiconductor devices used to form the integrated control system 201. It may include an IC chip comprising multiple layers of conductive and dielectric layers. One or more integrated controllers 500 may be mounted directly to a portion of the integrated input device 400. For example, the integrated controllers 500 may be attached to the first substrate 405 shown in FIG. 4A or the third substrate 485 as shown in FIG. 4B. Although input device 400 may include multiple integrated controllers 500, in some embodiments, only one integrated controller 500 may be used.

통합 제어기 (500) 는 통합 입력 디바이스 (400) 의 디스플레이 및 용량성 센싱 영역 (520) 에서의 픽셀들 (305) 양단에 저장된 전압을 업데이팅하기 위해 소스들 라인들 (315) 을 드라이빙하기 위해 사용된 디스플레이 회로부를 포함하는 디스플레이 드라이버 (505) 를 포함한다. 디스플레이 및 용량성 센싱 영역 (520) 은 일반적으로 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린의 액티브 영역의 적어도 부분과 오버랩핑하는 센싱 영역 (170) 을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 디스플레이 드라이버 (505) 는 고속 시리얼 접속을 통해 타이밍 제어기 (550) 로부터 디지털 디스플레이 데이터를 수신할 수도 있다. 디스플레이 드라이버 (505) 는 그 후 데이터를 디-시리얼라이즈하고 복수의 디지털-투-아날로그 컨버터들 (DAC들) 을 사용하여 소스 라인들 (315) 상에서 각각의 아날로그 전압들을 송신할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 디스플레이 드라이버 (505) 는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 각각 상에서 동시에 원하는 전압을 출력할 수도 있다. 원하는 전압들은 다른 서브픽셀들 (즉, 그 서브픽셀들은 동일한 컬러를 갖는다) 상에서 드라이빙되는 전압들에 특유하거나 또는 유사할 수도 있다. 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 은 그 후 사용자에게 이미지를 제공하기 위해 픽셀들 (305) 양단에 걸린 전압들을 설정할 수도 있다. 일반적으로, 디스플레이 드라이버 (505) 는 통합 제어기들 (500) 의 내부 영역 (613) 내에 배치된 소스 라인들 (315) 의 부분에 커플링되는 디스플레이 드라이버 접속 패드 (604) 를 통하여 소스 라인들 (315) 의 각각 상에서 디스플레이 업데이팅 신호를 전달하도록 구성된다. 통상, 각각의 접속 패드 (604) 는 각각의 접속 패드를 별개의 라우팅 층 (예를 들어, 서브픽셀 데이터 라인 층 (415)) 에서의 소스 라인들 (315) 에 접속하는 비아들에 커플링되는 TFT 기판 (485) 상에 형성된 도전성 트레이스 (예를 들어, 패터닝된 투명 도전성 산화물 (TCO) 또는 금속 층의 부분) 와 통신하고 있다.The integrated controller 500 is used to drive the sources lines 315 to update the voltage stored across the pixels 305 in the display and capacitive sensing region 520 of the integrated input device 400 And a display driver 505 including a display circuit section. The display and capacitive sensing region 520 generally includes a sensing region 170 that overlaps with at least a portion of an active region of the display screen of the display device 160. In one embodiment, display driver 505 may receive digital display data from timing controller 550 via a high-speed serial connection. The display driver 505 may then de-serialize the data and transmit respective analog voltages on the source lines 315 using a plurality of digital-to-analog converters (DACs). In one embodiment, the display driver 505 may simultaneously output a desired voltage on each of the subpixel data lines 315. The desired voltages may be specific or similar to the voltages driven on other subpixels (ie, the subpixels have the same color). The subpixel data lines 315 may then set voltages across the pixels 305 to present an image to the user. In general, the display driver 505 includes the source lines 315 through the display driver connection pad 604 that is coupled to a portion of the source lines 315 disposed within the inner region 613 of the integrated controllers 500. ) Is configured to deliver a display updating signal on each of the. Typically, each connection pad 604 is coupled to vias connecting each connection pad to the source lines 315 in a separate routing layer (e.g., subpixel data line layer 415). It is in communication with a conductive trace formed on the TFT substrate 485 (eg, a portion of a patterned transparent conductive oxide (TCO) or metal layer).

통합 제어기들 (500) 은 또한 송신기 모듈 (205) (도 2a) 컴포넌트들을 포함하는 송신기들 (510) 을 포함할 수도 있으며, 이는 상기 논의된다. 송신기들 (510) 은 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 내에 배치되는 트레이스들 (335) 의 부분에 커플링되는 터치 센싱 신호 접속 패드 (602) 를 통하여 트레이스들 (335) 중 하나 상에서 용량성 센싱을 위해 송신기 신호들을 생성하는, 용량성 센싱 회로부의 부분인 드라이버들일 수도 있다. 결국, 트레이스들 (335) 은 센서 전극들 (120) 중 하나 이상에 도달하기 위해 송신기 신호에 대한 신호 경로를 제공한다. 통상, 각각의 접속 패드 (602) 는 별개의 라우팅 층 (예를 들어, 서브픽셀 데이터 라인 층 (415)) 에서의 트레이스들 (335) 에 각각의 접속 패드 (602) 를 접속하는 비아들에 커플링되는 TFT 기판 (485) 상에 형성된 도전성 트레이스 (예를 들어, 패터닝된 TCO 또는 금속 층의 부분) 와 통신하고 있다.The integrated controllers 500 may also include transmitters 510 including transmitter module 205 (FIG. 2A) components, which are discussed above. Transmitters 510 are capacitive on one of the traces 335 through a touch sensing signal connection pad 602 coupled to a portion of the traces 335 disposed within the inner area 613 of the integrated controller 500. They may be drivers that are part of a capacitive sensing circuit that generates transmitter signals for sexual sensing. Eventually, traces 335 provide a signal path for the transmitter signal to reach one or more of the sensor electrodes 120. Typically, each connection pad 602 couples to vias connecting each connection pad 602 to traces 335 in a separate routing layer (e.g., subpixel data line layer 415). It is in communication with a conductive trace (eg, a portion of a patterned TCO or metal layer) formed on the TFT substrate 485 being ringed.

하나의 구성에서, 수신기들 (515) 은 수신기 모듈 (206) 에서 확인된 컴포넌트들 중 적어도 일부를 포함하며, 이는 상기 논의된다. 전극 (120) 과 연관된 커패시턴스를 측정하기 위해, 스위칭 엘리먼트 (525) 는 수신기들 (515) 에 통합 제어기들 (500) 의 내부 영역 (613) 내에 형성된 트레이스들 (335) 을 전기적으로 커플링할 수도 있다. 하나의 예에서, 트레이스 (335) 는 절대 센싱 기법이 입력 오브젝트가 센서 전극 (120) 에 가장 가까운지를 결정하기 위해 사용될 수 있도록, 수신기들 (515) 중 하나 내에 배치된 전하 축적기 (276) (도 2b) 에 스위치 엘리먼트 (525) 를 통하여 커플링될 수도 있다.In one configuration, receivers 515 include at least some of the components identified in receiver module 206, as discussed above. To measure the capacitance associated with electrode 120, switching element 525 may electrically couple traces 335 formed in inner region 613 of integrated controllers 500 to receivers 515. have. In one example, the trace 335 is a charge accumulator 276 disposed in one of the receivers 515 ( It may be coupled via a switch element 525 to FIG. 2B).

트랜스커패시턴스 센싱을 수행할 때, 제 1 도전성 라우팅 트레이스 (335) 는 송신기 (510) 에 커플링될 수도 있는 한편, 제 2 도전성 라우팅 트레이스 (335) 는 수신기 (515) 에 커플링된다. 하나의 예에서, 스위칭 엘리먼트 (525) 는 적어도 제 1 도전성 라우팅 트레이스 (335) 를 통해 하나 이상의 제 1 센서 전극들에 커플링되는 수신기들 (515) 을 선택하도록 포지셔닝되고, 제 1 센서 전극들은 트랜스용량성 터치 센싱 프로세스의 수행을 허용하기 위해 스위칭 엘리먼트 (525) 를 통해 송신기 (510) 에 커플링되는 제 2 도전성 라우팅 트레이스 (335) 에 접속되는 적어도 하나의 제 2 센서 전극에 인접하게 포지셔닝된다. 제 1 도전성 라우팅 트레이스 (335) 는 하나의 센서 전극 (120) 에 송신기 신호를 제공하지만, 제 2 도전성 라우팅 트레이스 (335) 는 2 개의 센서 전극들 (120) 사이의 커플링 커패시턴스를 나타내는 결과의 신호를 수신기 (515) 에 제공한다. 이 방식으로, 트레이스들 (335) 은 송신기 (510) 로부터 센서 전극 (120) 으로 변조된 또는 송신기 신호들을 반송하는 것은 물론 센서 전극 (120) 으로부터 수신기 (515) 로 결과의 신호를 반송하는 것 모두를 행하는데 사용될 수도 있다.When performing transcapacitance sensing, the first conductive routing trace 335 may be coupled to the transmitter 510 while the second conductive routing trace 335 is coupled to the receiver 515. In one example, switching element 525 is positioned to select receivers 515 coupled to one or more first sensor electrodes via at least a first conductive routing trace 335, and the first sensor electrodes It is positioned adjacent to at least one second sensor electrode connected to a second conductive routing trace 335 coupled to the transmitter 510 via a switching element 525 to allow performance of the capacitive touch sensing process. The first conductive routing trace 335 provides the transmitter signal to one sensor electrode 120, while the second conductive routing trace 335 is the resulting signal representing the coupling capacitance between the two sensor electrodes 120. Is provided to the receiver 515. In this way, the traces 335 both carry modulated or transmitter signals from the transmitter 510 to the sensor electrode 120 as well as the resulting signal from the sensor electrode 120 to the receiver 515. It can also be used to do.

수신기들 (515) 은 도 2b 및 도 2c 와 함께 상기 논의한 바와 같이, 측정된 커패시턴스를 디지털 신호로 컨버팅하기 위한 아날로그-투-디지털 컨버터 (ADC) 를 포함할 수도 있다. 통합 제어기 (500) 는 타이밍 제어기 (550) 에 위치된 터치 제어기 (560) 에 이 데이터를 포워딩할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 통합 제어기는 각각의 ADC들로부터 출력된 디지털 데이터를 시리얼라이즈하고 터치 제어기 (560) 에 데이터를 송신하기 위해 고속 시리얼 접속을 사용할 수도 있다. 도시하지 않았지만, 송신기들 (510), 수신기들 (515), 및 스위칭 엘리먼트들 (525) 은 터치 제어기 (560) 에 의해 수신된 신호들에 의해 제어될 수도 있다. 즉, 터치 제어기 (560) 는 용량성 센싱 기법 (예를 들어, 절대 용량성 센싱, 또는 트랜스용량성 센싱, 또는 양자) 을 수행하기 위해 통합 제어기들 (500) 에서 용량성 센싱 컴포넌트들을 드라이빙하기 위한 로직을 포함할 수도 있다.Receivers 515 may include an analog-to-digital converter (ADC) for converting the measured capacitance into a digital signal, as discussed above in conjunction with FIGS. 2B and 2C. Integrated controller 500 may forward this data to touch controller 560 located at timing controller 550. In one embodiment, the integrated controller may use a high speed serial connection to serialize the digital data output from each of the ADCs and to transmit the data to the touch controller 560. Although not shown, the transmitters 510, receivers 515, and switching elements 525 may be controlled by signals received by the touch controller 560. That is, the touch controller 560 is for driving the capacitive sensing components in the integrated controllers 500 to perform a capacitive sensing technique (eg, absolute capacitive sensing, or transcapacitive sensing, or both). It can also contain logic.

프로세싱 시스템 (110) 의 부분인 타이밍 제어기 (550) 는 센싱 영역에서 입력 오브젝트의 위치를 결정하기 위해 통합 제어기 (500) 에 의해 제공된 센싱 데이터를 사용하는 터치 제어기 (560) 를 포함한다. 그러나, 데이터 프로세서로서 타이밍 제어기 (550) 를 사용하는 대신에, 센싱 데이터는 통합 입력 디바이스 (400) (예를 들어, CPU) 의 프로세싱 시스템 (110) 에서의 다른 프로세싱 엘리먼트들에 송신될 수도 있다. 대안적으로, 통합 제어기 (500) 는 별개의 데이터 프로세싱 모듈 (예를 들어, 타이밍 제어기 (550) 또는 CPU) 에 센싱 데이터를 송신하기 보다는 센싱 데이터를 프로세싱하기 위한 통합 터치 모듈을 포함할 수도 있다.The timing controller 550, which is part of the processing system 110, includes a touch controller 560 that uses sensing data provided by the integrated controller 500 to determine the position of an input object in the sensing area. However, instead of using the timing controller 550 as the data processor, sensing data may be transmitted to other processing elements in the processing system 110 of the integrated input device 400 (eg, a CPU). Alternatively, the integrated controller 500 may include an integrated touch module for processing the sensing data rather than transmitting the sensing data to a separate data processing module (eg, timing controller 550 or CPU).

통합 제어기 구성들Integrated controller configurations

도 6a 는 본 명세서에서 개시된 실시형태에 따른 주요 디스플레이 회로부, 용량성 센싱 회로부 및 상호접속 컴포넌트들 중 일부를 예시하는 통합 제어기 (500) 의 개략적 평면도이다. 하나의 구성에서, 통합 제어기 (500) 는 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 의 부분인 소스 드라이버 회로부 블록 (616) 및 Vcom 드라이버 블록 (626) 및 터치 센싱 모듈 (207) 의 부분인 AFE (analog front end) 블록 (617) 및 터치 제어기 블록 (618) 을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, AFE 블록 (617) 은 수신기 모듈 (206) 내에서 확인된 하나 이상의 컴포넌트들 및/또는 송신기 모듈 (205) 내에서 확인된 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, AFE 블록 (617) 은 수신기 (515) 내에 각각 배치되고, 결과의 신호를 수신하고 그리고 출력 신호를 결정 모듈 (290) 및/또는 전자 시스템 (150) 에 제공하도록 구성되는 복수의 수신기 채널들 (275) (도 2b 및 도 2c) 을 포함한다. 터치 제어기 블록 (618) 은 일반적으로 터치 센싱 프로세스가 수행될 수 있도록, 통합 제어기 (500) 내에 형성된 다양한 터치 센싱 컴포넌트들을 제어 및 동기화하도록 구성되는 회로 컴포넌트들을 포함한다. 터치 제어기 블록 (618) 은 상기 설명되는 터치 제어기 (560) 의 부분을 형성할 수도 있다. 일부 구성들에서, 터치 제어기 (618) 는 AFE 블록 (617) 을 다수의 센서 전극들 (120) 에 접속 패드들 (602) 을 통하여 접속하는 스위칭 엘리먼트들 (525) 및/또는 멀티플렉서들 (MUX들) (미도시) 을 제어하도록 구성되는 적어도 하나 이상의 회로 엘리먼트들을 포함할 수도 있다.6A is a schematic plan view of an integrated controller 500 illustrating some of the main display circuitry, capacitive sensing circuitry and interconnect components in accordance with an embodiment disclosed herein. In one configuration, the integrated controller 500 includes a source driver circuit block 616 and a Vcom driver block 626 that is part of the display driver module 208 and an analog front end (AFE) that is part of the touch sensing module 207. Block 617 and a touch controller block 618 may be included. In one embodiment, AFE block 617 may include one or more components identified within receiver module 206 and/or one or more components identified within transmitter module 205. In one embodiment, the AFE blocks 617 are each disposed within the receiver 515 and configured to receive the resulting signal and provide an output signal to the decision module 290 and/or the electronic system 150. Receiver channels 275 (FIGS. 2B and 2C). The touch controller block 618 generally includes circuit components configured to control and synchronize the various touch sensing components formed within the integrated controller 500 such that a touch sensing process can be performed. The touch controller block 618 may form part of the touch controller 560 described above. In some configurations, the touch controller 618 connects the AFE block 617 to the plurality of sensor electrodes 120 via connection pads 602 and/or multiplexers (MUXs). ) (Not shown) may include at least one or more circuit elements configured to control.

소스 드라이버 회로부 (616) 및 Vcom 드라이버 (626) 는 일반적으로 통합 입력 디바이스 (400) 내에 디스플레이를 제어 및 업데이팅하도록 구성되는 회로 컴포넌트들을 포함한다. 일부 구성들에서, 소스 드라이버 회로부 (616) 는 도 3 에 관하여 상기 논의된 디스플레이 디바이스 (300) 에서의 컴포넌트들의 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다.The source driver circuitry 616 and the Vcom driver 626 generally include circuit components configured to control and update the display within the integrated input device 400. In some configurations, source driver circuitry 616 may include some or all of the components in display device 300 discussed above with respect to FIG. 3.

통합 제어기 (500) 의 하나의 구성에서, 통합 제어기 (500) 의 외부 표면은 제 1 측면 (695), 제 2 측면 (696), 제 3 측면 (697), 제 4 측면 (698), 상측면 (694) (도 4b) 및 하측면 (699) (도 4b) 을 갖는 평행육면체 형상 또는 직사각형 프리즘 형상으로 형성된다. 통합 제어기 (500) 의 일부 구성들에서, 제 1 측면 (695) 은 제 3 측면 (697) 에 대향하고, 제 2 측면 (696) 은 제 4 측면 (698) 에 대향하고, 그리고 제 1 측면 (695) 대 제 2 측면 (696) 의 길이들의 비율은 1 보다 더 크다. 이 예에서, 제 1 측면 (695) 의 길이 (691) 는 제 2 측면 (696) 의 길이 (692) 보다 더 크다.In one configuration of the integrated controller 500, the outer surface of the integrated controller 500 is the first side 695, the second side 696, the third side 697, the fourth side 698, the upper side It is formed in a parallelepiped shape or a rectangular prism shape having 694 (FIG. 4B) and a lower side 699 (FIG. 4B). In some configurations of the integrated controller 500, the first side 695 faces the third side 697, the second side 696 faces the fourth side 698, and the first side ( 695) to the lengths of the second side 696 is greater than one. In this example, the length 691 of the first side 695 is greater than the length 692 of the second side 696.

통합 제어기 (500) 는 또한 다양한 디스플레이 회로부 및 용량성 센싱 회로부 엘리먼트들을 통합 입력 디바이스 (400) 내에서 확인된 다른 전기적 컴포넌트들에 접속하기 위해 제공되는 복수의 상호접속 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 대체로 패드 (예를 들어, 패드들 (602, 604, 612, 614, 622 등)) 인 것으로 이하 설명되는 상호접속 엘리먼트들은 통합 제어기 (500) 의 하나 이상의 측면들 상에 형성되는 전기 접속 인터페이스들이고 통합 제어기 (500) 내에 형성된 다양한 전기적 컴포넌트들 사이에 형성되는 내부 영역 (613) 내의 라우팅 트레이스들의 내부 부분들을 통합 제어기 (500) 의 외부에 있는 전기적 엘리먼트들 (예를 들어, 센서 전극들 (120), 디스플레이 픽셀들 (305) 등) 에 접속되는 라우팅 트레이스들의 외부 부분들 (611) 과 접속하기 위해 사용된다. 상호접속 엘리먼트들은 통합 제어기 (500) 의 하측면 (699) 상과 같은 통합 제어기 (500) 의 측면들 중 임의의 하나의 측면 상에 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 적어도 패드들 (602 및 604) 은 제 3 기판 (485) (도 4b) 의 표면에 인접한 통합 제어기 (500) 의 하측면 (699) 상에 배치된다. 상호접속 엘리먼트들은 이방성-도전성-필름 (anisotropic-conductive-film; ACF) 층 (미도시) 을 사용하여 제 3 기판 (485) 상에 형성된 하나 이상의 도전성 트레이스들에 전기적으로 커플링될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 패드들 (예를 들어, 패드들 (602, 604, 612, 614, 622 등)) 은 약 10 내지 70㎛ 의 피치에서 통합 제어기의 표면을 따라 원하는 패턴으로 스페이싱되는 복수의 이산 금속 영역들을 포함한다.The integrated controller 500 may also include a plurality of interconnecting elements provided to connect various display circuitry and capacitive sensing circuitry elements to other electrical components identified within the integrated input device 400. The interconnection elements described below as being generally pads (e.g., pads 602, 604, 612, 614, 622, etc.) are electrical connection interfaces formed on one or more sides of the integrated controller 500 and are integrated. Electrical elements external to the controller 500 (e.g., sensor electrodes 120, integrating internal portions of the routing traces in the inner region 613 formed between the various electrical components formed in the controller 500) It is used to connect with outer portions 611 of routing traces that are connected to display pixels 305, etc.). The interconnection elements may be formed on any one of the sides of the integrated controller 500, such as on the lower side 699 of the integrated controller 500. In one example, at least the pads 602 and 604 are disposed on the lower side 699 of the integrated controller 500 adjacent the surface of the third substrate 485 (FIG. 4B ). The interconnecting elements may be electrically coupled to one or more conductive traces formed on the third substrate 485 using an anisotropic-conductive-film (ACF) layer (not shown). In some embodiments, the pads (e.g., pads 602, 604, 612, 614, 622, etc.) are spaced in a desired pattern along the surface of the integrated controller at a pitch of about 10 to 70 μm. It contains discrete metal regions.

통합 제어기 (500) 내의 전자 컴포넌트들 또는 엘리먼트들은 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615), 터치 센싱 인터페이스들 (625), 수신기 채널 인터페이스 (628), GLS 신호 인터페이스들 (627), 가요성 상호접속 신호 인터페이스 (629) 및 다른 제어 인터페이스들을 포함할 수도 있다. 터치 센싱 인터페이스들 (625) 각각은 통상, 터치 제어기 (618) 와 커플링되는 적어도 하나의 송신기 신호 접속 패드 (612) 및 AFE 블록 (617) 에 커플링되는 적어도 하나의 수신기 신호 접속 패드 (614) 를 포함하는 인터페이스 영역 (620) 을 포함한다. 수신기 채널 인터페이스 (628) 는 AFE 블록 (617) 에 커플링되는 적어도 하나의 수신기 신호 접속 패드 (614) 를 포함하는 인터페이스 영역 (650) 을 포함할 수도 있다. 게이트 레벨-시프터 신호 (GLS) 인터페이스들 (627) 은 TFT 회로부에 제어 신호들을 제공하도록 적응되는 적어도 하나의 GLS 신호 접속 패드 (632) 를 각각 포함하는 인터페이스 영역 (640 또는 670) 을 포함할 수도 있다. 일부 구성들에서, 가요성 상호접속 신호 인터페이스 (629), 및 다른 관련 제어 인터페이스들은 프로세싱 시스템 (110) 내에서 확인된 하나 이상의 외부 컴포넌트들로부터 터치 센싱 및 디스플레이 업데이팅 태스크들을 수행하기 위해 통합 제어기 (500) 에 의해 요구되는 전력, 그라운드, 및 다른 유용한 통신 신호들을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 상호접속 패드들 (652) 및/또는 접속 인터페이스 패드들 (682) 을 포함하는 인터페이스 영역 (660) 을 포함할 수도 있다. GLS 인터페이스들 (627) 에 의해 제공된 GLS 신호들은 일반적으로 유리 (예를 들어, 제 3 기판 (485)) 의 하나 이상의 에지들을 따라 위치되는 온-글래스 회로부를 제어한다. 일부 구성들에서, 온-글래스 회로부는 측면들 (696 및 698) 에 병렬인 유리 에지들을 따라 위치된다. 따라서, GLS 신호 접속 패드 (632) 의 포지션은 유리의 표면 상에 또한 라우팅되는 이들 라인들에서의 전기적 간섭을 생성하지 않도록, GLS 신호 라인들 (미도시) 이 다른 신호 라인들 (예를 들어, 소스 드라이버 및 터치 신호들) 을 크로스오버하지 않도록 제약될 수도 있다.Electronic components or elements in the integrated controller 500 may be a combined source driver and touch sensing interface 615, touch sensing interfaces 625, receiver channel interface 628, GLS signal interfaces 627, and flexible interconnection. Connection signal interface 629 and other control interfaces may be included. Each of the touch sensing interfaces 625 typically includes at least one transmitter signal connection pad 612 coupled to the touch controller 618 and at least one receiver signal connection pad 614 coupled to the AFE block 617. It includes an interface area 620 including. The receiver channel interface 628 may include an interface region 650 that includes at least one receiver signal connection pad 614 coupled to the AFE block 617. The gate level-shifter signal (GLS) interfaces 627 may include an interface region 640 or 670 each including at least one GLS signal connection pad 632 adapted to provide control signals to the TFT circuitry. . In some configurations, the flexible interconnect signal interface 629, and other related control interfaces, are integrated controllers to perform touch sensing and display updating tasks from one or more external components identified within the processing system 110. 500), and an interface area 660 comprising one or more interconnection pads 652 and/or connection interface pads 682 configured to provide the power, ground, and other useful communication signals required by the May be. The GLS signals provided by the GLS interfaces 627 generally control the on-glass circuitry located along one or more edges of the glass (eg, third substrate 485). In some configurations, the on-glass circuitry is located along the glass edges parallel to the sides 696 and 698. Thus, the position of the GLS signal connection pad 632 does not create electrical interference in those lines that are also routed on the surface of the glass, so that the GLS signal lines (not shown) differ from other signal lines (e.g., Source driver and touch signals) may be constrained not to crossover.

조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 는 통상, AFE 블록 (617) 및/또는 터치 제어기 블록 (618) 에 커플링되는 적어도 하나의 터치 센싱 신호 접속 패드 (602) 및 소스 드라이버 회로부 (616) 에 커플링되는 적어도 2 개의 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 을 포함하는 인터페이스 영역 (610) 을 포함한다. 이하 추가 논의되는 하나 이상의 가딩 기법들의 사용에 의해, 터치 센싱 신호들 및 디스플레이 드라이빙 신호들은 양자가 모두, 터치 센싱 및 디스플레이 드라이빙 신호들 양자를 전달하도록 구성되는 도전성 엘리먼트들의 보다 콤팩트한 라우팅이 터치 센싱 및 디스플레이 드라이빙 프로세스들을 수행하는 것을 허용하기 위해 적어도 하나의 인터페이스 영역 (610) 으로 전해질 수 있다. 상기 언급한 바와 같이, 종래의 제어기들은 신호들의 전기적 인터랙션을 막고 및/또는 통합 제어기 (500) 를 통하여 흐르는 이들 타입들의 신호들의 각각의 무결성 (integrity) 을 유지하기 위해 디스플레이 드라이버 접속들과 터치 센싱 신호 접속들을 산재시키는 것을 회피하였다. AFE 블록 (617) 컴포넌트들을 디스플레이 드라이빙 회로 엘리먼트들에서 떨어져 있는 통합 제어기 (500) 의 인접한 영역에서 함께 유지하는 것이 통상 바람직하지만, 본 명세서에서 개시된 프로세스들 또는 하드웨어 구성들 중 하나 이상의 사용에 의해, 통합 제어기 (500) 의 원하는 영역 내에 AFE 블록 (617) 회로 컴포넌트들을 포지셔닝하고 터치 센싱 신호 접속 패드 (602) 를 통하여 전달된 터치 센싱 신호들 (예를 들어, 드라이빙된 터치 센싱 신호 및/또는 결과의 신호들) 을 반송하기 위해 사용된 도전성 트레이스들이 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 을 통하여 전달된 디스플레이 업데이팅 신호들을 반송하기 위해 사용된 도전성 트레이스들과 아주 근접하여 있거나 또는 오버랩핑하는 것을 허용하는 것이 가능하다.The combined source driver and touch sensing interface 615 typically includes at least one touch sensing signal connection pad 602 and source driver circuit portion 616 coupled to the AFE block 617 and/or the touch controller block 618. And an interface area 610 that includes at least two display driver connection pads 604 coupled to. By the use of one or more guarding techniques discussed further below, both the touch sensing signals and the display driving signals are both a more compact routing of conductive elements configured to carry both the touch sensing and the display driving signals. It may be passed to at least one interface area 610 to allow performing display driving processes. As mentioned above, conventional controllers prevent the electrical interaction of signals and/or maintain the integrity of each of these types of signals flowing through the integrated controller 500, display driver connections and touch sensing signals. Avoided scattering connections. While it is typically desirable to keep the AFE block 617 components together in a contiguous area of the integrated controller 500 away from the display driving circuit elements, the integration, by use of one or more of the processes or hardware configurations disclosed herein The AFE block 617 circuit components are positioned within the desired area of the controller 500, and touch sensing signals transmitted through the touch sensing signal connection pad 602 (e.g., the driven touch sensing signal and/or the resulting signal S) it is possible to allow the conductive traces used to carry the display driver connection pads 604 to be in close proximity or overlap with the conductive traces used to carry the display updating signals passed through the display driver connection pads 604 Do.

따라서, 일부 실시형태들에서, 도 6b 및 도 6c 에 예시한 바와 같이, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 제 3 기판 (485) 의 표면 상에 배치되는 하측면 (699) 과 같은, 통합 제어기의 적어도 하나의 측면 상에 인터리빙된 패턴으로 형성된다. 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 의 인터리빙된 패턴은 터치 센싱 및 디스플레이 드라이빙 신호들 양자의 그들 각각의 외부 회로 엘리먼트들에의 상호접속 및 보다 콤팩트한 라우팅이 터치 센싱 및 디스플레이 드라이빙 프로세스들을 수행하는 것을 허용할 것이다.Accordingly, in some embodiments, as illustrated in FIGS. 6B and 6C, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are disposed on the surface of the third substrate 485. It is formed in an interleaved pattern on at least one side of the integrated controller, such as the lower side 699. The interleaved pattern of the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 allows the interconnection and more compact routing of both touch sensing and display driving signals to their respective external circuit elements. It will allow to perform sensing and display driving processes.

도 6b 는 통합 제어기 (500) 의 하측면 상에 형성된 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 레이아웃의 상측면 평면도이다. 이 구성에서, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 X-방향으로 인터리빙되고 (예를 들어, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 트레이스들 (335) 의 적어도 부분은 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 사이에 배치된다) Y-방향으로 스태거링되는 (예를 들어, 패드들의 로우들은 떨어져 스페이싱된다) 2 개의 로우들에서 형성된다. X-방향으로 정렬되는 패드들의 로우들은 도 6b 에 예시한 바와 같이 하나의 타입의 접속 패드를 각각 포함할 수도 있거나, 또는 각각의 로우는 도 6c 에 예시한 바와 같이 양자의 타입들의 접속 패드들 (602 및 604) 을 포함할 수도 있다는 것에 유의한다. 그러나, 공간의 가장 효율적인 사용이 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 내에서 생성되는 것을 확실히 하기 위해, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 은 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 의 적어도 일부 사이에 산재된다. 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 의 인터리빙된 배향은 제 3 기판 (485) 의 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 내에 병렬 배향으로 형성되는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 터치 센서 트레이스들 (335) 에 대한 그들 각각의 접속들을 허용한다. 하나의 예에서, 통합 입력 디바이스 (400) 는 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 내에 듀얼 게이트 구성 (도 3) 을 포함하고, 따라서 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 은 트레이스들 (335) 을 통해 센서 전극들 (120) 과 커플링될 수 있고 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 과 커플링될 수 있다. TFT 디바이스 내에서 확인된 통상의 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 에서, 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 피치 (즉, 인치 당 서브픽셀 데이터 라인들의 수), 및 그에 따른 요구된 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 의 수는 통상 통합 입력 디바이스 (400) 에서의 센서 전극들 (120) 에 접속되는 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 을 위해 요구되는 통상의 수보다 100 배 이상 더 크다. 따라서, 듀얼 게이트 타입의 통합 입력 디바이스 (400) 에서의 요구된 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 수의 감소로 인해, 트레이스들 (335) 에 대해 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 에서 이용가능한 스페이스들, 또는 미사용된 라인들의 수는 심지어 새로운 듀얼 기능 터치 센싱 엘리먼트 설계들을 위해 통상 요구되는 것보다 더 크다. 따라서, 도 6b 및 도 6c 는 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 대 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 간에 1-대-1 또는 2-대-1 상관을 예시하지만, 이 구성은 본 명세서에서 설명된 본 발명의 범위에 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 일반적으로, 산재, 인터리빙 및/또는 스태거링되는 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 에서의 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 적어도 하나의 방향으로 순서대로, 또는 시퀀스로 배열된다. 하나의 예에서, 도 6b 에 도시한 바와 같이, 양의 X-방향으로의 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 에서의 접속 패드들 (602, 604) 의 순서에 후속하여, 패드들의 순서는 패드 (604)/패드 (602)/패드 (604)/패드 (602)/.../패드 (604) 일 것이다. 상기 언급한 바와 같이, 적어도 하나의 방향에서의 순서는 1-대-1 관계를 가질 필요가 없고, 하나 이상의 제 1 타입의 패드들, 하나 이상의 제 2 타입의 패드들 그리고 그 후 하나 이상의 제 1 타입의 패드들을 갖는 그룹을 그 그룹의 하나 이상의 반복 시퀀스들로 포함하는 순서를 가질 수 있다.6B is a top plan view of the layout of the touch sensing signal connection pads 602 and display driver connection pads 604 formed on the lower side of the integrated controller 500. In this configuration, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are interleaved in the X-direction (e.g., the touch sensing signal connection pads 602 and traces 335 At least a portion is formed in two rows staggered in the Y-direction (eg, the rows of pads are spaced apart) which are disposed between the display driver connection pads 604. The rows of pads aligned in the X-direction may each include one type of connection pad as illustrated in FIG. 6B, or each row may contain both types of connection pads ( 602 and 604). However, to ensure that the most efficient use of space is created within the combined source driver and touch sensing interface 615, the touch sensing signal connection pads 602 are between at least some of the display driver connection pads 604. Scattered in The interleaved orientation of the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 is determined by subpixel data lines formed in a parallel orientation in the subpixel data line layer 415 of the third substrate 485 ( 315 and their respective connections to the touch sensor traces 335. In one example, the integrated input device 400 includes a dual gate configuration (FIG. 3) within the display driver module 208, so that the touch sensing signal connection pads 602 are connected to the sensor electrode via traces 335 The display driver connection pads 604 may be coupled with the subpixel data lines 315 and may be coupled with the s 120. In the typical subpixel data line layer 415 identified in the TFT device, the pitch of the subpixel data lines 315 (i.e., the number of subpixel data lines per inch), and thus the required display driver connection pad The number of s 604 is typically more than 100 times larger than the usual number required for the touch sensing signal connection pads 602 connected to the sensor electrodes 120 in the integrated input device 400. Thus, due to the reduction in the number of required subpixel data lines 315 in the dual gate type integrated input device 400, the space available in the subpixel data line layer 415 for the traces 335 The number of fields, or unused lines, is even greater than that normally required for new dual function touch sensing element designs. Accordingly, Figures 6B and 6C illustrate 1-to-1 or 2-to-1 correlation between the display driver connection pads 604 versus the touch sensing signal connection pads 602, but this configuration is described herein. It is not intended to be limited to the scope of the present invention. In general, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 in the interleaved, interleaved and/or staggered combined source driver and touch sensing interface 615 are in at least one direction. They are arranged in order or in sequence. In one example, following the order of the connection pads 602, 604 in the touch sensing interface 615 and the combined source driver in the positive X-direction, as shown in FIG. 6B, the order of the pads Will be pad 604/pad 602/pad 604/pad 602/.../pad 604. As mentioned above, the order in at least one direction need not have a one-to-one relationship, one or more first type pads, one or more second type pads and then one or more first A group having pads of a type may have an order including one or more repeating sequences of the group.

도 6a 및 도 6b 에 개략적으로 예시한 바와 같이, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 통합 입력 디바이스 (400) 의 외부 영역 (611) 에서 확인된 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 과 같은, 통합 제어기 (500) 외부에 있는 상호접속 구조에서 확인된 상호접속 엘리먼트들에 각각 커플링된다. 도 6a 및 도 6b 에 예시한 바와 같이, 하나의 실시형태에서, 상호접속 엘리먼트들 (예를 들어, 서브픽셀 데이터 라인들 (315), 트레이스들 (335)) 은 피치 길이 (601) 를 갖는 X-방향의 규칙적인 피치를 갖는다. 이 구성에서, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 또는 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 중 적어도 하나가 상호접속 엘리먼트들 중 하나에 접속되는 것이 가능하도록, X-방향으로 배열된다. 따라서, 산재된 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 각각 X-방향으로 서로 피치 길이 떨어져 스페이싱된다. 도 6a 및 도 6b 는 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 이 통합 입력 디바이스 (400) 의 외부 영역 (611) 에서의 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 에서 확인된 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 에 직접 접속되거나, 또는 위에 배치되는 구성을 개략적으로 예시하지만, 이 구성은 패드들 (602, 604) 이 직접 접속되는 상호접속 구조가 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 접속 엘리먼트들의 특성들에 의해 제한될 필요가 없고, 도 5 와 함께 상기 논의한 바와 같이, 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 과 커플링되는 제 3 기판 (485) 의 표면 상에 형성된 도전 재료의 패터닝된 층에 직접 접속하도록 또한 구성될 수 있기 때문에, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 범위에 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도전 재료, 또는 도전성 트레이스들의 패터닝된 층은 서브픽셀 데이터 라인 층 (415) 에 형성된 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 의 피치와는 상이한 상호접속 피치를 가질 수도 있다.As schematically illustrated in FIGS. 6A and 6B, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are subpixel data identified in the outer area 611 of the integrated input device 400. Each is coupled to interconnect elements identified in the interconnect structure external to the integrated controller 500, such as lines 315 and traces 335. 6A and 6B, in one embodiment, the interconnection elements (e.g., subpixel data lines 315, traces 335) are X with a pitch length 601 It has a regular pitch in the -direction. In this configuration, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are at least one of the touch sensing signal connection pads 602 or the display driver connection pads 604 among the interconnection elements. It is arranged in the X-direction so that it is possible to be connected to one. Accordingly, the scattered touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are spaced apart from each other by pitch length in the X-direction. 6A and 6B show the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are identified in the subpixel data line layer 415 in the outer region 611 of the integrated input device 400. Although schematically illustrates a configuration that is directly connected to, or disposed on, the subpixel data lines 315 and traces 335, this configuration is an interconnection structure in which the pads 602, 604 are directly connected It is not necessary to be limited by the properties of the data line layer 415 connection elements, and as discussed above in conjunction with FIG. 5, a third substrate coupled with the subpixel data lines 315 and traces 335 ( 485), it is not intended to be limited to the scope of the invention described herein, since it can also be configured to directly connect to the patterned layer of conductive material formed on the surface of 485). The conductive material, or patterned layer of conductive traces, may have an interconnection pitch different from the pitch of the subpixel data lines 315 and traces 335 formed in the subpixel data line layer 415.

도 6c 는 통합 제어기 (500) 의 하측면 상에 형성된 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 레이아웃의 상측면 평면도이다. 이 구성에서, 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 은 X-방향으로 인터리빙되고 Y-방향으로 스태거링되는 3 개의 로우들에서 형성된다. 상기 언급한 바와 같이, 이 구성에서, 터치 센싱 신호 접속 패드 (602) 는 패드들의 인터리빙된 배향으로 인해, 2 개의 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 사이에 배치된다. 하나의 예에서, 터치 센싱 신호 접속 패드 (602) 는 X-방향에서 보여진 바와 같이, 디스플레이 드라이버 접속 패드 (604) 및 인접한 복수의 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) (예를 들어, 2 개의 인접한 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 이 도시된다) 사이에 배치된다. 일부 실시형태들에서, 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 는 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 및 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 을 포함하는 2 개 이상의 로우들을 포함할 수도 있다. 하나의 구성에서, 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 는 제 3 기판 (485) 의 층 내에 병렬 배향으로 형성되는 서브픽셀 데이터 라인들 및 트레이스들 및 통합 제어기 (500) 를 가진 디스플레이 및 용량성 센싱 회로부 사이의 상호접속을 허용하기 위해 스태거링된 배향으로 포지셔닝된 디스플레이 드라이버 접속 패드들 (604) 및 터치 센싱 신호 접속 패드들 (602) 을 포함하는 2 개 이상의 로우들을 포함한다.6C is a top plan view of the layout of touch sensing signal connection pads 602 and display driver connection pads 604 formed on the lower side of the integrated controller 500. In this configuration, the touch sensing signal connection pads 602 and the display driver connection pads 604 are formed in three rows interleaved in the X-direction and staggered in the Y-direction. As mentioned above, in this configuration, the touch sensing signal connection pad 602 is disposed between the two display driver connection pads 604 due to the interleaved orientation of the pads. In one example, the touch sensing signal connection pad 602 is a display driver connection pad 604 and a plurality of adjacent display driver connection pads 604 (e.g., two adjacent display pads), as shown in the X-direction. Driver connection pads 604 are shown). In some embodiments, the combined source driver and touch sensing interface 615 may include two or more rows including touch sensing signal connection pads 602 and display driver connection pads 604. In one configuration, the combined source driver and touch sensing interface 615 has subpixel data lines and traces formed in a parallel orientation in a layer of the third substrate 485 and a display and capacity with an integrated controller 500. It includes two or more rows including display driver connection pads 604 and touch sensing signal connection pads 602 positioned in a staggered orientation to allow interconnection between the sex sensing circuitry.

도 5 및 도 6a 를 다시 참조하면, 터치 센싱 모듈 (207) 에서 확인된 용량성 센싱 회로부 및/또는 드라이버 모듈 (208) 에서 확인된 디스플레이 회로부의 부분들을 그룹화함으로써 통상 얻어진 이익들로 인해, 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 내의 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 과 같은, 전기적 라인들이 원하는 그룹의 회로 엘리먼트들로부터 원하는 접속 인터페이스까지 긴 거리 연장하는 것이 공통이다. 내부 영역 (313) 에서의 트레이스들 (335) 의 긴 라우팅에 대한 필요성은 AFE 블록 (617) 에서 확인된 터치 센싱 회로의 부분들이 터치 센싱 프로세스 동안 상이한 시간에 상이한 센서 전극들 (120) 에 터치 센싱 신호들을 수신 및/또는 송신하기 위해 사용되는 것을 허용하기 위해 AFE 블록 (617) 과 상이한 접속 패드들 (602) 사이에 배치된 멀티플렉서들 (MUX들) 을 갖는 통합 제어기 구성들에서 또한 공통이다. AFE 블록 (617) 을 조합된 소스 드라이버 및 터치 센싱 인터페이스 (615) 에 접속하는 전기적 라인들 (617A) 은 따라서 그들을 통합 제어기 (500) 내에 형성된 다른 전기적 컴포넌트들로부터의 전기적 간섭에 민감하게 만드는, 통합 제어기 (500) 를 가로질러 큰 거리 연장하도록 강요된다. 전기적 간섭은 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 내에 배치된 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 및 트레이스들 (335) 사이에 생성된 용량성 커플링 (CTD) (예를 들어, 커패시턴스들 (CTD1, CTD2 ... CTDN)) 및/또는 통합 제어기 (500) 내에 형성된 트레이스들 (335) 과 다른 전기적 컴포넌트들 (521) 사이에 생성된 용량성 커플링 (CTS) (예를 들어, 커패시턴스들 (CTS1, CTS2 ... CTSN)) 으로 인해 생성될 수도 있다. 전기적 간섭은 용량성 센싱 및/또는 디스플레이 드라이빙 회로들을 통하여 흐르는 신호들에 영향을 줌으로써, 용량성 센싱 신호 무결성 및 심지어 통합 제어기 (500) 의, 센싱 영역 (170) 위에 배치된 입력 오브젝트 (140) 의 포지션을 센싱하는 능력에 영향을 줄 수 있다. 또한, 전기적 라인들 (617A) 에 의해 이동된 긴 거리들은 또한 커패시턴스 (CTD) 및/또는 커패시턴스 (CTS) 의 값들을 증가시킬 것이며, 이는 심지어 전기적 간섭의 부재 시에도 터치 센싱 검출 동작 동안 터치 센싱 노드들의 세틀링 시간을 늦출 것이다. 커패시턴스 (CTD) 및/또는 커패시턴스 (CTS) 의 값들의 증가는 또한 수신기 노드들의 총 커패시턴스 (백그라운드 커패시턴스) 를 증가시키며, 이는 그 후 수신기 회로부 엘리먼트들의 동적 범위에 영향을 주고/주거나 이를 초과할 수도 있다.5 and 6A again, due to the benefits typically obtained by grouping portions of the capacitive sensing circuit portion identified in the touch sensing module 207 and/or the portion of the display circuit portion identified in the driver module 208, the integrated controller It is common that electrical lines, such as subpixel data lines 315 and traces 335 in the inner region 613 of 500, extend a long distance from a desired group of circuit elements to a desired connection interface. The need for long routing of traces 335 in the inner area 313 is that portions of the touch sensing circuit identified in the AFE block 617 touch sensing to different sensor electrodes 120 at different times during the touch sensing process. It is also common in integrated controller configurations with multiplexers (MUXs) disposed between the AFE block 617 and different connection pads 602 to allow them to be used to receive and/or transmit signals. The electrical lines 617A connecting the AFE block 617 to the combined source driver and touch sensing interface 615 thus make them sensitive to electrical interference from other electrical components formed within the integrated controller 500. It is forced to extend a large distance across the controller 500. The electrical interference is caused by the capacitive coupling (C TD ) (e.g., capacitances) created between the subpixel data lines 315 and traces 335 disposed within the inner region 613 of the integrated controller 500. (C TD1 , C TD2 ... C TDN )) and/or the capacitive coupling (C TS ) created between the traces 335 formed in the integrated controller 500 and other electrical components 521 (e.g. For example, it may be generated due to capacitances (C TS1 , C TS2 ... C TSN ). The electrical interference affects the signals flowing through the capacitive sensing and/or display driving circuits, and thus the integrity of the capacitive sensing signal and even of the input object 140 disposed above the sensing region 170 of the integrated controller 500. It can affect your ability to sense your position. In addition, the long distances traveled by the electrical lines 617A will also increase the values of capacitance (C TD ) and/or capacitance (C TS ), which even in the absence of electrical interference during the touch sensing detection operation. It will slow down the settling time of sensing nodes. Increasing the values of capacitance (C TD ) and/or capacitance (C TS ) also increases the total capacitance (background capacitance) of the receiver nodes, which in turn affects and/or exceeds the dynamic range of the receiver circuit elements. May be.

가딩 신호들Guarding signals

터치 센싱 모듈 (207) 에서 확인된 용량성 센싱 회로부와 같은, 통합 제어기 (500) 내에 형성된 전기 회로들 중 하나 이상 내에서 생성된 전기적 간섭의 영향을 최소화 또는 제거하려는 노력으로, 전기적 가딩 기법이 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 가딩은 제 2 회로 엘리먼트와 제 3 회로 엘리먼트들 사이의 용량성 커플링을 막기 위해 제 2 드라이빙된 회로 엘리먼트를 변조하는 신호와 진폭 및 위상에 있어서 실질적으로 유사한 제 1 회로 엘리먼트 (예를 들어, 트레이스, 센서 전극 등) 위로 가변하는 전압 신호를 드라이빙하는 것을 지칭한다. 그에 반해, 실딩은 드라이빙된 회로 엘리먼트 상의 가변하는 신호가 실딩된 회로 엘리먼트 (예를 들어, 송신기 트레이스, 송신기 전극, 수신기 트레이스 또는 수신기 전극) 를 통하여 흐르는 신호에 영향을 주는 것을 차단 또는 막기 위해 실딩 타입 회로 엘리먼트 (예를 들어, 트레이스, 센서 전극 등) 위로 정전압을 유지하는 것을 지칭한다. 전기적 컴포넌트를 실딩하는 단순 형태는 실딩 타입 회로 엘리먼트를 그라운드에 커플링하는 것이다. 회로 엘리먼트를 전기적으로 플로팅하는 것은 패시브 및 드라이빙된 회로 엘리먼트들 사이의 용량성 커플링으로 인해, 드라이빙된 회로 엘리먼트에 적용된 드라이빙된 신호의 전체 프로파일이 가변함에 따라 "플로팅" 되는 패시브 회로 엘리먼트 상에서 그라운딩하기 위한 전위 또는 전하의 양이 패시브로 가변하는 대안의 구성이다. 전기적 플로팅 경우에서, 드라이빙된 회로 엘리먼트에 대하여 플로팅되는 패시브 회로 엘리먼트 상의 레퍼런스 레벨 (예를 들어, 그라운드) 에의 전위 또는 전하의 양은 패시브 및 드라이빙된 회로 엘리먼트들 사이에 형성된 용량성 커플링의 양 및 드라이빙된 신호의 프로파일이 가변함에 따라 가변할 것이며, 이로써 패시브 회로 엘리먼트가 패시브 회로 엘리먼트와 드라이빙된 회로 엘리먼트 사이에 배치될 때, 제 1 회로 엘리먼트 내에서 유도될 전기적 간섭의 양을 감소시킬 것이다.In an effort to minimize or eliminate the effect of electrical interference generated in one or more of the electrical circuits formed in the integrated controller 500, such as the capacitive sensing circuit portion identified in the touch sensing module 207, an electrical guarding technique is used. I can. As used herein, guarding is a first circuit substantially similar in amplitude and phase to the signal modulating the second driven circuit element to prevent capacitive coupling between the second and third circuit elements. Refers to driving a variable voltage signal over an element (eg, trace, sensor electrode, etc.). In contrast, shielding is a shielding type to block or prevent variable signals on a driven circuit element from affecting the signal flowing through the shielded circuit element (e.g., transmitter trace, transmitter electrode, receiver trace or receiver electrode). Refers to maintaining a constant voltage over a circuit element (eg, trace, sensor electrode, etc.). A simple form of shielding an electrical component is to couple a shielding type circuit element to ground. Electrically floating a circuit element is grounded on a passive circuit element that is "floating" as the overall profile of the driven signal applied to the driven circuit element varies due to the capacitive coupling between the passive and driven circuit elements. It is an alternative configuration in which the potential or amount of charge for is passively variable. In the electrically floating case, the amount of potential or charge to a reference level (e.g., ground) on the passive circuit element that is floating relative to the driven circuit element is the amount of capacitive coupling formed between the passive and driven circuit elements and driving As the profile of the resulting signal varies, it will vary, thereby reducing the amount of electrical interference that will be induced within the first circuit element when the passive circuit element is placed between the passive circuit element and the driven circuit element.

도 5 를 다시 참조하면, 일부 구성들에서, 통합 제어기 (500) 는 터치 센싱 및 디스플레이 드라이빙 프로세스들 내에서 원하는 시간에 터치 센싱 모듈 (207) 에서 확인된 용량성 센싱 회로부 및/또는 드라이버 모듈 (208) 에서 확인된 디스플레이 회로부에서의 미-드라이빙된 컴포넌트들에 원하는 신호를 제공하도록 구성되는, 신호 생성기들 (541 및 542) 과 같은 하나 이상의 신호 생성기들을 포함할 수도 있는 가딩 어셈블리 (543) 를 포함할 수도 있다. 원하는 신호의 전달은 터치 트레이스들 (335) 및 터치 센싱 전극들 (120) 사이에 형성된 임의의 커패시턴스의 통합 입력 디바이스 (400) 내의 다른 구조들과의 영향들을 감소시킬 것이다. 원하는 신호는 통상 터치 제어기 (618) 로부터 전송된 커맨드들에 기초하여 원하는 시간에 용량성 센싱 회로부 및/또는 디스플레이 회로부에 가딩 신호를 제공하는 것을 포함할 것이지만, 원한다면 상이한 시간에 디바이스에서의 하나 이상의 컴포넌트들을 실딩 또는 플로팅하는 것을 또한 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 서브픽셀 데이터 라인들 및/또는 게이트 라인들은 그들의 기생 커패시턴스 영향들을 적어도 부분적으로 제거하기 위해 가딩 신호로 드라이빙될 수도 있다. 게다가, 공통 전극들은 또한 그들의 커패시턴스들이 용량성 센싱을 위해 드라이빙되고 있는 센서 전극에 영향을 주지 않도록 가딩 신호로 드라이빙될 수도 있다. 직접 가딩되지 않는 디스플레이 전극들은 그들이 인접한 가딩된 전극들과 그들의 커패시턴스들을 통하여 간접적으로 가딩되도록 전기적으로 플로팅될 수도 있다. 그에 반해서, 통상의 디스플레이 디바이스들은 터치 측정 간격 동안 소스 및 게이트 라인들 상에서 DC 전압을 드라이빙할 수도 있다. 그에 반해서, 디스플레이 전극들 중 적어도 하나 위로 가딩 신호들을 드라이빙하는 것은 커플링 커패시턴스들 중 하나 이상을 제거하기 위하여 수행될 수도 있다. 게다가, 게이트 라인들 및/또는 서브픽셀 데이터 라인들의 전부는 또한 게이트 라인들 및 센서 전극들 및 서브픽셀 데이터 라인들 및 센서 전극들 사이의 기생 커패시턴스 영향들을 감소시키기 위해 가딩 신호로 드라이빙되거나 또는 전기적으로 플로팅될 수도 있다.Referring back to FIG. 5, in some configurations, the integrated controller 500 includes the capacitive sensing circuit unit and/or the driver module 208 identified in the touch sensing module 207 at a desired time within the touch sensing and display driving processes. ), a guarding assembly 543, which may include one or more signal generators, such as signal generators 541 and 542, configured to provide a desired signal to un-driven components in the display circuitry identified in May be. Delivery of the desired signal will reduce the effects of any capacitance formed between the touch traces 335 and the touch sensing electrodes 120 with other structures in the integrated input device 400. The desired signal will typically include providing a guarding signal to the capacitive sensing circuitry and/or display circuitry at a desired time based on commands sent from the touch controller 618, but if desired, one or more components in the device at different times. It may also include shielding or floating them. In some embodiments, subpixel data lines and/or gate lines may be driven with a guarding signal to at least partially remove their parasitic capacitance effects. In addition, the common electrodes may also be driven with a guarding signal so that their capacitances do not affect the sensor electrode being driven for capacitive sensing. Display electrodes that are not directly guarded may be electrically floated so that they are indirectly guarded through adjacent guarded electrodes and their capacitances. In contrast, typical display devices may drive a DC voltage on the source and gate lines during the touch measurement interval. In contrast, driving the guarding signals over at least one of the display electrodes may be performed to remove one or more of the coupling capacitances. In addition, all of the gate lines and/or subpixel data lines are also driven or electrically with a guarding signal to reduce parasitic capacitance effects between the gate lines and sensor electrodes and subpixel data lines and sensor electrodes. It can also be plotted.

신호 생성기들 (541 및 542) 은 각각 이들 컴포넌트들 사이의 용량성 커플링을 감소시키기 위해 통합 제어기 (500) 에서의 다른 컴포넌트를 통하여 흐르는 신호에 매칭하도록 구성되는 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 사인형, 가우시안 또는 다른 형상화된 파형을 전달하도록 구성될 수도 있다. 하나의 구성에서, 신호 생성기들 (541 및 542) 은 원하는 출력 레벨에서 신호를 전달하는 것이 가능한, 전기적 디바이스, 또는 심플 스위치를 포함한다.Signal generators 541 and 542 are square, rectangular, trapezoidal, sinusoidal, each configured to match a signal flowing through another component in the integrated controller 500 to reduce capacitive coupling between these components. It may be configured to convey Gaussian or other shaped waveforms. In one configuration, signal generators 541 and 542 comprise an electrical device, or simple switch, capable of delivering a signal at a desired output level.

신호 생성기 (542) 는 통상 드라이버 모듈 (208) 에서 확인된 디스플레이 회로부에 커플링되고, 따라서 통상 디스플레이 드라이버 (505) 에서 확인된 디스플레이 회로부 컴포넌트들에 접속된다. 신호 생성기 (542) 는 터치 제어기 (618) 로부터 커맨드들을 수신하고 그 후 디스플레이 업데이팅 또는 터치 센싱 프로세스들 내에서 원하는 시간에 내부 영역 (613) 에서의 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 상에서 각각의 아날로그 전압들을 송신할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 신호 생성기 (542) 는 서브픽셀 데이터 라인들 (315) 의 각각 상에서 동시에 원하는 전압 신호를 출력할 수도 있다.The signal generator 542 is typically coupled to the display circuit portion identified in the driver module 208, and thus is connected to the display circuit portion components typically identified in the display driver 505. The signal generator 542 receives commands from the touch controller 618 and then displays each analogue on the subpixel data lines 315 in the interior area 613 at a desired time within the display updating or touch sensing processes. It may also transmit voltages. In one embodiment, the signal generator 542 may output a desired voltage signal simultaneously on each of the subpixel data lines 315.

신호 생성기 (541) 는 통상 용량성 센싱 회로부 (543) 의 부분에 커플링된다. 제 1 컴포넌트는 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 에서 확인된 서브픽셀 데이터 라인 (315) 일 수도 있고 제 2 컴포넌트는 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 에서 확인된 하나 이상의 트레이스들 (335) 일 수도 있다. 신호 생성기 (541) 는 터치 제어기 (618) 로부터 커맨드들을 수신하고 그 후 디스플레이 업데이팅 또는 터치 센싱 프로세스들 내에서 원하는 시간에 트레이스들 (335) 상에서 각각의 아날로그 전압들을 송신할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 신호 생성기 (541) 는 다르게 미드라이빙된 트레이스들 (335) 의 각각 상에서 동시에 원하는 전압 신호를 출력할 수도 있다.The signal generator 541 is typically coupled to a portion of the capacitive sensing circuit portion 543. The first component may be a subpixel data line 315 identified in the inner region 613 of the integrated controller 500 and the second component may be one or more traces identified in the inner region 613 of the integrated controller 500. It may be (335). Signal generator 541 may receive commands from touch controller 618 and then transmit respective analog voltages on traces 335 at a desired time within display updating or touch sensing processes. In one embodiment, the signal generator 541 may output a desired voltage signal simultaneously on each of the differently midlived traces 335.

다른 구성에서, 도 5 에 예시한 바와 같이, 신호 생성기 (541) 는 가딩, 실딩 또는 플로팅될 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트 사이의 용량성 커플링을 최소화하기 위해 포지셔닝되는 가딩 구조 (543) 에 가딩 신호를 전달하도록 구성된다. 이 경우에, 신호 생성기 (541) 는 통합 제어기 (500) 의 내부 영역 (613) 에서 확인된 라우팅 간에 형성된 용량성 커플링 (CTS) 을 최소화 또는 제거하기 위해 포지셔닝되는 가딩 구조 (543) 에 가딩 신호를 전달하도록 구성된다. 도 7a 및 도 7b 는 형성된 통합 제어기의 하나 이상의 층들 내에 형성될 수도 있는, 신호 도전 트레이스 (724) 에 대하여 포지셔닝되는 가딩 구조들 (543) 의 예들을 예시한다.In another configuration, as illustrated in FIG. 5, the signal generator 541 is guarded, shielded, or guarded in a guarding structure 543 positioned to minimize capacitive coupling between the first component and the second component to be floated. It is configured to carry a signal. In this case, the signal generator 541 is guarded within the region 613, the capacitive coupling guarding structure 543 is (C TS) for positioning in order to minimize or eliminate formed between the identified route in the integrated controller 500 It is configured to carry a signal. 7A and 7B illustrate examples of guarding structures 543 positioned relative to the signal conduction trace 724, which may be formed within one or more layers of the formed integrated controller.

도 7a 는 신호 도전 트레이스 (724) 를 통과하는 신호들이 신호 도전 트레이스 (724) 와 통합 제어기 (500) 내의 다른 전기적 컴포넌트들 사이에 형성된 용량성 커플링에 의해 영향을 받지 않도록, 가딩 구조 (543) 에 대하여 포지셔닝되는 신호 도전 트레이스 (724) 를 갖는 통합 제어기 (500) 의 부분의 측단면도이다. 하나의 예에서, 신호 도전 트레이스 (724) 는 제 1 유전체 층 (721) 과 제 2 유전체 층 (722) 사이에 포지셔닝되는 서브픽셀 데이터 라인 (315) 또는 트레이스 (335) 의 부분일 수도 있다. 제 1 및 제 2 유전체 층들 (721, 722) 은 실리콘 기판 위로 배치된 2 개의 실리콘 이산화물 층들과 같은 기판 (701) 의 표면 위에 배치되는 유전체 재료를 포함할 수도 있다.7A shows a guarding structure 543 such that signals passing through the signal conduction trace 724 are not affected by the capacitive coupling formed between the signal conduction trace 724 and other electrical components in the integrated controller 500. Is a cross-sectional side view of a portion of the integrated controller 500 with signal conduction traces 724 positioned with respect to. In one example, signal conduction trace 724 may be a portion of subpixel data line 315 or trace 335 positioned between first dielectric layer 721 and second dielectric layer 722. The first and second dielectric layers 721 and 722 may comprise a dielectric material disposed over the surface of the substrate 701, such as two silicon dioxide layers disposed over the silicon substrate.

하나의 구성에서, 가딩 구조 (543) 는 통합 제어기 (500) 의 반도체 기판 (701) 의 부분 내에 형성되는, 바이어싱 엘리먼트 (710) 및 디퓨젼 영역 (720) 을 포함한다. 디퓨젼 영역 (720) 은 통상 기판 (701) 에 도핑되는 것과 반대 도펀트 타입을 갖는 엘리먼트로 도핑된다. 예를 들어, 디퓨젼 영역 (720) 은 기판이 p-타입 도펀트로 도핑된다면 n-타입 도펀트로 보다 과중하게 도핑될 수도 있고 또는 그 역도 또한 마찬가지이다. 바이어싱 엘리먼트 (710) 는 공핍 영역 (720A) 이 신호 도전 트레이스 (724) 와 기판 (701) 사이의 용량성 커플링을 감소 또는 제거하기 위해 바이어싱 동작 동안 형성되도록, 가딩 신호로 기판 (701) 에 대하여 디퓨젼 영역 (720) 을 리버스 바이어싱하도록 구성되는 신호 생성기 (541) 를 포함한다. 가딩 동작 동안, 가변하는 전압을 갖는 드라이빙 신호가 신호 도전 트레이스 (724) 에 제공될 때, 가변하는 위상과 동위상이고, 동일한 극성 및 유사한 진폭을 갖는 실질적으로 유사한 신호가 신호 생성기 (541) 를 사용하여 기판 접속 (726) 에 대하여 도전 엘리먼트 (725) (예를 들어, 금속 함유 비아) 및 디퓨젼 영역 (720) 을 바이어싱하는 것을 통해, 디퓨젼 영역 (720) 에 전달된다.In one configuration, the guarding structure 543 includes a biasing element 710 and a diffusion region 720, formed within a portion of the semiconductor substrate 701 of the integrated controller 500. The diffusion region 720 is typically doped with an element having a dopant type opposite to that doped to the substrate 701. For example, the diffusion region 720 may be heavily doped with an n-type dopant if the substrate is doped with a p-type dopant, or vice versa. The biasing element 710 is provided with a guarding signal such that the depletion region 720A is formed during the biasing operation to reduce or eliminate the capacitive coupling between the signal conductive traces 724 and the substrate 701. And a signal generator 541 that is configured to reverse bias the diffusion region 720 for. During the guarding operation, when a driving signal having a varying voltage is provided to the signal conduction trace 724, a substantially similar signal that is in phase with the varying phase and having the same polarity and similar amplitude is used by the signal generator 541. Thus, through biasing the conductive element 725 (eg, a metal-containing via) and the diffusion region 720 to the substrate connection 726, the diffusion region 720 is transmitted.

도 7b 는 교번의 타입의 가딩 구조 (543) 근방에 포지셔닝한 신호 도전 트레이스 (724) 를 갖는 통합 제어기 (500) 의 부분의 측단면도이다. 이 구성에서, 가딩 구조 (543) 는 도전성 층 (731) 및 옵션적 바이어싱 엘리먼트 (710) 를 포함한다. 도전성 층 (731) 은 통상 신호 도전 트레이스 (724) 에의 용량성 커플링의 영향들을 최소화 또는 감소시키기 위해 신호 도전 트레이스 (724) 에 대하여 포지셔닝되는 금속 또는 TCO 재료를 포함한다. 가딩 동작 동안, 가변하는 전압을 갖는 드라이빙 신호가 신호 도전 트레이스 (724) 에 제공될 때, 가변하는 전압과 동위상이고 유사한 극성 및 진폭을 갖는 실질적으로 유사한 신호가 신호 생성기 (541) 를 사용하여 기판 접속 (726) 에 대하여 도전성 층 (731) 을 바이어싱하는 것을 통해 도전성 층 (731) 에 적용된다. 도전성 층 (731) 에 적용된 가딩 신호가 신호 도전 트레이스 (724) 를 통하여 전달된 신호와 크기, 극성 및 타이밍에 있어서 유사하기 때문에, 바람직하지 않은 사이즈의 커패시턴스가 신호 도전 트레이스 (724) 와 다른 외부 전기적 컴포넌트들 (예를 들어, 기판 (701)) 사이에, 만약 도전성 층이 그들 사이에 배치되면, 형성되지 않을 것이다.7B is a cross-sectional side view of a portion of an integrated controller 500 having signal conduction traces 724 positioned near an alternating type of guarding structure 543. In this configuration, the guarding structure 543 includes a conductive layer 731 and an optional biasing element 710. Conductive layer 731 typically includes a metal or TCO material positioned relative to signal conduction trace 724 to minimize or reduce the effects of capacitive coupling to signal conduction trace 724. During the guarding operation, when a driving signal having a varying voltage is provided to the signal conduction trace 724, a substantially similar signal in phase with the varying voltage and having a similar polarity and amplitude is applied to the substrate using the signal generator 541. It is applied to the conductive layer 731 through biasing the conductive layer 731 to the connection 726. Since the guarding signal applied to the conductive layer 731 is similar in size, polarity, and timing to the signal transmitted through the signal conductive trace 724, an undesired sized capacitance is different from the signal conductive trace 724. Between components (eg, substrate 701), if a conductive layer is disposed between them, it will not be formed.

추가 실시형태에서, 트랜스용량성 센싱 프로세스 동안, 제 1 센서 전극은 송신기 신호로 드라이빙될 수도 있는 한편 송신기 신호에 대응하는 영향들을 포함한 결과의 신호는 제 2 센서 전극으로 수신된다. 상기 설명한 바와 유사한 스킴들이 제 1 센서 전극 및/또는 제 2 센서 전극에 가장 가까운 디스플레이 전극들에 적용될 수도 있다.In a further embodiment, during the transcapacitive sensing process, the first sensor electrode may be driven with the transmitter signal while the resulting signal including effects corresponding to the transmitter signal is received with the second sensor electrode. Schemes similar to those described above may be applied to the display electrodes closest to the first sensor electrode and/or the second sensor electrode.

본 명세서에서 기재된 실시형태들 및 예들은 본 기술 및 그 특정 애플리케이션을 최적으로 설명하여 당업자들이 본 기술을 실시 및 이용하는 것을 가능하게 하기 위하여 제시되었다. 당업자들은 전술한 설명 및 예들이 단지 예시 및 예의 목적들을 위해 제시되었다는 것을 인식할 것이다. 기재한 바와 같은 설명은 포괄적인 것으로 또는 본 기술을 개시된 정밀한 형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 전술한 것은 본 발명의 실시형태들에 관련되지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시형태들이 그 기본 범위로부터 벗어남 없이 고안될 수도 있고, 그 범위는 다음에 오는 청구항들에 의해 결정된다.Embodiments and examples described herein have been presented to optimally describe the present technology and its specific applications to enable those skilled in the art to make and use the present technology. Those skilled in the art will recognize that the foregoing description and examples have been presented for purposes of illustration and example only. The description as described is not intended to be exhaustive or to limit the subject technology to the precise form disclosed. The foregoing relates to the embodiments of the present invention, but other and further embodiments of the present invention may be devised without departing from its basic scope, the scope of which is determined by the following claims.

Claims (21)

  1. 센싱 디바이스와 통합된 디스플레이 디바이스를 포함하는 통합 입력 디바이스에서의 사용을 위한 통합 제어 시스템으로서,
    통합 제어기를 포함하며, 상기 통합 제어기는:
    복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 상기 소스 드라이버 출력 패드들은 상기 입력 디바이스 내의 디스플레이에 디스플레이 업데이팅 신호를 전송하도록 구성되는, 상기 디스플레이 회로부; 및
    상기 입력 디바이스에 의해 수행되는 용량성 센싱 동작 동안 용량성 센싱 신호들을 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부
    를 포함하고,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들 및 상기 소스 드라이버 출력 패드들의 각각은 제 1 방향으로 순서대로 배열되고, 그 순서는 상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중, 2 개의 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치되는 적어도 하나의 용량성 센싱 패드를 포함하는, 통합 제어 시스템.
    An integrated control system for use in an integrated input device including a sensing device and an integrated display device,
    Including an integrated controller, the integrated controller:
    A display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads, the source driver output pads configured to transmit a display updating signal to a display in the input device; And
    Capacitive sensing circuit unit coupled to a plurality of capacitive sensing pads configured to transmit capacitive sensing signals during a capacitive sensing operation performed by the input device
    Including,
    Each of the plurality of capacitive sensing pads and the source driver output pads is arranged in order in a first direction, and the order is arranged between two source driver output pads among the plurality of capacitive sensing pads. Integrated control system comprising at least one capacitive sensing pad.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들은 절대 용량성 센싱을 위해 센서 전극들을 드라이빙하도록 구성된 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 커플링되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Wherein the plurality of capacitive sensing pads are coupled to a portion of the capacitive sensing circuit portion configured to drive sensor electrodes for absolute capacitive sensing.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들은 트랜스용량성 센싱을 위해 제 1 센서 전극을 드라이빙하도록 구성된 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 커플링되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Wherein the plurality of capacitive sensing pads are coupled to a portion of the capacitive sensing circuit portion configured to drive a first sensor electrode for transcapacitive sensing.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들은 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 커플링되고, 상기 복수의 용량성 센싱 패드들의 각각은 센서 전극으로부터 결과의 신호를 수신하도록 구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Wherein the plurality of capacitive sensing pads are coupled to a portion of the capacitive sensing circuit portion, and each of the plurality of capacitive sensing pads is configured to receive a resultant signal from a sensor electrode.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 용량성 센싱 패드는 트랜스용량성 센싱을 위해 센서 전극을 드라이빙하도록 구성되는 상기 용량성 센싱 회로부의 제 1 부분에 커플링되는 제 1 용량성 센싱 패드를 포함하고, 상기 통합 제어 시스템은:
    트랜스용량성 센싱 프로세스 동안 결과의 신호를 수신하도록 구성되는 상기 용량성 센싱 회로부의 제 2 부분에 커플링되는 적어도 하나의 제 2 용량성 센싱 패드로서, 상기 적어도 하나의 제 2 용량성 센싱 패드는 제 1 및 제 2 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치되지 않는, 상기 적어도 하나의 제 2 용량성 센싱 패드를 더 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    The at least one capacitive sensing pad includes a first capacitive sensing pad coupled to a first portion of the capacitive sensing circuit unit configured to drive a sensor electrode for transcapacitive sensing, and the integrated control system :
    At least one second capacitive sensing pad coupled to a second portion of the capacitive sensing circuit portion configured to receive the resulting signal during a transcapacitive sensing process, the at least one second capacitive sensing pad The integrated control system further comprising the at least one second capacitive sensing pad, not disposed between the first and second source driver output pads.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 패드들의 각각은 센서 전극에 선택적으로 커플링되고, 상기 센서 전극들의 적어도 부분은 상기 디스플레이를 업데이팅하기 위해 상기 디스플레이 회로부에 의해 또한 사용되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Each of the capacitive sensing pads is selectively coupled to a sensor electrode, and at least a portion of the sensor electrodes is also used by the display circuitry to update the display.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 회로부는 또한, 상기 입력 디바이스에 의해 수행되는 상기 용량성 센싱 동작 동안 상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중 적어도 하나를 통해 가딩 신호를 전달하도록 구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    The capacitive sensing circuit portion is further configured to transmit a guarding signal through at least one of the plurality of capacitive sensing pads during the capacitive sensing operation performed by the input device.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 회로부는 또한,
    상기 입력 디바이스에 의해 수행되는 상기 용량성 센싱 동작 동안 상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중 적어도 하나를 통해 실딩 신호를 전달하거나, 또는 아니면,
    센서 전극을 전기적으로 플로팅하도록
    구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    The capacitive sensing circuit unit also,
    During the capacitive sensing operation performed by the input device, a shielding signal is transmitted through at least one of the plurality of capacitive sensing pads, or otherwise,
    To electrically float the sensor electrode
    Composed, integrated control system.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들은, 용량성 센싱 신호를 수신하기 위해 사용되는 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 커플링되는 수신기 전극 트레이스에 각각 선택적으로 커플링되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Wherein the plurality of capacitive sensing pads are each selectively coupled to a receiver electrode trace coupled to a portion of the capacitive sensing circuit used to receive a capacitive sensing signal.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는 복수의 수신기 전극 트레이스들의 제 1 수신기 전극 트레이스가 위에 배치되는 디퓨젼 영역을 더 포함하고, 상기 디퓨젼 영역은 가딩 신호로 드라이빙되도록 구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 9,
    The integrated controller further comprises a diffusion region in which a first receiver electrode trace of the plurality of receiver electrode traces is disposed thereon, wherein the diffusion region is configured to be driven with a guarding signal.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가딩 신호는 상기 용량성 센싱 신호와 동위상인 (in phase) 가딩 신호로 상기 디퓨젼 영역을 드라이빙하는 것을 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 10,
    Wherein the guarding signal comprises driving the diffusion region with a guarding signal in phase with the capacitive sensing signal.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들은, 용량성 센싱 신호를 상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중 하나 이상에 전달하기 위해 사용되는 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 커플링되는 제 1 송신기 전극 트레이스에 각각 선택적으로 커플링되고, 상기 통합 제어기는 복수의 송신기 전극 트레이스들의 제 1 송신기 전극 트레이스가 위에 배치되는 디퓨젼 영역을 더 포함하고, 상기 디퓨젼 영역은 가딩 신호로 드라이빙되도록 구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Each of the plurality of capacitive sensing pads is selectively applied to a first transmitter electrode trace coupled to a portion of the capacitive sensing circuit used to transmit a capacitive sensing signal to one or more of the plurality of capacitive sensing pads. And wherein the integrated controller further includes a diffusion region in which a first transmitter electrode trace of the plurality of transmitter electrode traces is disposed thereon, wherein the diffusion region is configured to be driven with a guarding signal.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 패드들의 각각은 적어도 하나의 센서 전극에 커플링되고, 상기 소스 드라이버 출력 패드들은 적어도 하나의 디스플레이 전극에 각각 커플링되며, 상기 통합 제어기는:
    제 1 기간 동안 입력 오브젝트와 상기 적어도 하나의 센서 전극 사이의 용량성 커플링에서의 변화를 획득하기 위해, 변조된 신호를 포함하는 상기 용량성 센싱 신호를 상기 적어도 하나의 센서 전극 상으로 드라이빙하고, 그리고
    상기 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 센서 전극과 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극 사이의 커플링 커패시턴스의 효과를 완화시키기 위해 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극을 가드 모드에서 동작시키도록 구성되는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Each of the capacitive sensing pads is coupled to at least one sensor electrode, the source driver output pads are each coupled to at least one display electrode, the integrated controller:
    Driving the capacitive sensing signal including a modulated signal onto the at least one sensor electrode to obtain a change in capacitive coupling between the input object and the at least one sensor electrode during a first period, And
    Configured to operate the at least one display electrode in a guard mode to mitigate an effect of a coupling capacitance between the at least one sensor electrode and the at least one display electrode during the first period.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스플레이 전극을 가드 모드에서 동작시키는 것은, 상기 변조된 신호와 동위상인 (in phase) 가딩 신호로 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극을 드라이빙하는 것을 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 13,
    Operating the at least one display electrode in a guard mode comprises driving the at least one display electrode with a guarding signal in phase with the modulated signal.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 회로부는 전자 시스템에 커플링되는 전하 축적기를 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    Wherein the capacitive sensing circuit portion comprises a charge accumulator coupled to an electronic system.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는:
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중 하나에 커플링되는 도전성 트레이스; 및
    도전성 층을 포함하는 가딩 구조로서, 유전체 층이 상기 도전성 트레이스와 상기 도전성 층 사이에 배치되는, 상기 가딩 구조; 및
    상기 도전성 층에 커플링되고 상기 도전성 층을 가딩 신호로 드라이빙하도록 구성되는 신호 생성기를 더 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    The integrated controller:
    A conductive trace coupled to one of the plurality of capacitive sensing pads; And
    A guarding structure comprising a conductive layer, wherein a dielectric layer is disposed between the conductive trace and the conductive layer; And
    And a signal generator coupled to the conductive layer and configured to drive the conductive layer with a guarding signal.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는:
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중 하나에 커플링되는 도전성 트레이스; 및
    기판의 영역에서 형성된 디퓨젼 영역을 포함하는 가딩 구조로서, 상기 디퓨젼 영역과 상기 도전성 트레이스 사이에 유전체 층이 배치되는, 상기 가딩 구조; 및
    상기 디퓨젼 영역에 커플링되고 상기 도전성 트레이스를 가딩 신호로 드라이빙하도록 구성되는 신호 생성기를 더 포함하는, 통합 제어 시스템.
    The method of claim 1,
    The integrated controller:
    A conductive trace coupled to one of the plurality of capacitive sensing pads; And
    A guarding structure including a diffusion region formed in a region of a substrate, wherein a dielectric layer is disposed between the diffusion region and the conductive trace; And
    And a signal generator coupled to the diffusion region and configured to drive the conductive trace with a guarding signal.
  18. 입력 디바이스로서,
    통합 입력 디바이스의 제 1 층의 표면 상에 어레이로 배치된 복수의 센서 전극들; 및
    상기 통합 입력 디바이스의 제 2 층에서의 복수의 도전성 라우팅 와이어들을 통해 상기 복수의 센서 전극들에 커플링된 통합 제어기
    를 포함하고, 상기 통합 제어기는:
    복수의 소스 드라이버 출력 패드들에 커플링된 디스플레이 회로부로서, 상기 소스 드라이버 출력 패드들은 상기 제 2 층에서의 복수의 도전성 라우팅 와이어들을 통해 상기 통합 입력 디바이스 내의 디스플레이 업데이팅 컴포넌트들에 커플링되는, 상기 디스플레이 회로부; 및
    상기 입력 디바이스에 의해 수행되는 용량성 센싱 동작 동안 상기 복수의 센서 전극들에 용량성 센싱 신호들을 전송하도록 구성되는 복수의 용량성 센싱 패드들에 커플링된 용량성 센싱 회로부
    를 더 포함하고,
    상기 복수의 용량성 센싱 패드들 및 상기 복수의 소스 드라이버 출력 패드들의 각각은 제 1 방향으로 순서대로 배열되고, 그 순서는 상기 복수의 용량성 센싱 패드들 중, 2 개의 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치되는 적어도 하나의 용량성 센싱 패드를 포함하는, 입력 디바이스.
    As an input device,
    A plurality of sensor electrodes disposed in an array on the surface of the first layer of the integrated input device; And
    An integrated controller coupled to the plurality of sensor electrodes via a plurality of conductive routing wires in a second layer of the integrated input device
    Including, the integrated controller:
    A display circuit portion coupled to a plurality of source driver output pads, wherein the source driver output pads are coupled to display updating components in the integrated input device via a plurality of conductive routing wires in the second layer. A display circuit unit; And
    Capacitive sensing circuit portion coupled to a plurality of capacitive sensing pads configured to transmit capacitive sensing signals to the plurality of sensor electrodes during a capacitive sensing operation performed by the input device
    Including more,
    Each of the plurality of capacitive sensing pads and the plurality of source driver output pads is arranged in order in a first direction, and the order is between two source driver output pads among the plurality of capacitive sensing pads. An input device comprising at least one capacitive sensing pad disposed.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 패드들은:
    트랜스용량성 센싱을 위해 센서 전극을 드라이빙하도록 구성된 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 선택적으로 커플링되고, 그리고/또는
    절대 용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극을 드라이빙하도록 구성된 상기 용량성 센싱 회로부의 부분에 선택적으로 커플링되는, 입력 디바이스.
    The method of claim 18,
    The capacitive sensing pads are:
    Selectively coupled to a portion of the capacitive sensing circuit configured to drive a sensor electrode for transcapacitive sensing, and/or
    An input device selectively coupled to a portion of the capacitive sensing circuit configured to drive the sensor electrode for absolute capacitive sensing.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 용량성 센싱 패드들은 적어도 하나의 센서 전극에 각각 커플링되고, 상기 소스 드라이버 출력 패드들은 적어도 하나의 디스플레이 픽셀 전극에 각각 커플링되며, 상기 통합 제어기는:
    제 1 기간 동안 입력 오브젝트와 상기 적어도 하나의 센서 전극 사이의 용량성 커플링에서의 변화를 획득하기 위해, 변조된 신호를 상기 적어도 하나의 센서 전극 상으로 드라이빙하고, 그리고
    상기 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 센서 전극과 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극 사이의 커플링 커패시턴스의 효과를 완화시키기 위해 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극을 가드 모드에서 동작시키도록 구성되는, 입력 디바이스.
    The method of claim 18,
    The capacitive sensing pads are respectively coupled to at least one sensor electrode, the source driver output pads are respectively coupled to at least one display pixel electrode, the integrated controller:
    Driving a modulated signal onto the at least one sensor electrode to obtain a change in capacitive coupling between the input object and the at least one sensor electrode during a first period, and
    An input device configured to operate the at least one display electrode in a guard mode to mitigate an effect of a coupling capacitance between the at least one sensor electrode and the at least one display electrode during the first period.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 용량성 센싱 패드는 트랜스용량성 센싱을 위해 센서 전극을 드라이빙하도록 구성되는 상기 용량성 센싱 회로부의 제 1 부분에 커플링되는 제 1 용량성 센싱 패드를 포함하고, 통합 제어 시스템은:
    트랜스용량성 센싱 프로세스 동안 결과의 신호를 수신하도록 구성되는 상기 용량성 센싱 회로부의 제 2 부분에 커플링되는 적어도 하나의 제 2 용량성 센싱 패드를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 2 용량성 센싱 패드는 상기 2 개의 소스 드라이버 출력 패드들 사이에 배치되지 않는, 입력 디바이스.
    The method of claim 18,
    The at least one capacitive sensing pad includes a first capacitive sensing pad coupled to a first portion of the capacitive sensing circuit unit configured to drive a sensor electrode for transcapacitive sensing, and the integrated control system:
    Further comprising at least one second capacitive sensing pad coupled to a second portion of the capacitive sensing circuit portion configured to receive the resulting signal during a transcapacitive sensing process,
    The input device, wherein the at least one second capacitive sensing pad is not disposed between the two source driver output pads.
KR1020167011426A 2013-10-02 2014-09-17 용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성 KR102151837B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361885999P true 2013-10-02 2013-10-02
US61/885,999 2013-10-02
US14/219,996 2014-03-19
US14/219,996 US9298299B2 (en) 2013-10-02 2014-03-19 Multi-sensor touch integrated display driver configuration for capacitive sensing devices
PCT/US2014/056002 WO2015050700A1 (en) 2013-10-02 2014-09-17 Multi-sensor touch integrated display driver configuration for capacitive sensing devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160064212A KR20160064212A (ko) 2016-06-07
KR102151837B1 true KR102151837B1 (ko) 2020-09-04

Family

ID=52739663

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167011426A KR102151837B1 (ko) 2013-10-02 2014-09-17 용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성
KR1020207024151A KR20200103123A (ko) 2013-10-02 2014-09-17 용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207024151A KR20200103123A (ko) 2013-10-02 2014-09-17 용량성 센싱 디바이스들에 대한 멀티-센서 터치 통합 디스플레이 드라이버 구성

Country Status (5)

Country Link
US (3) US9298299B2 (ko)
JP (2) JP6484227B2 (ko)
KR (2) KR102151837B1 (ko)
CN (2) CN110069160A (ko)
WO (1) WO2015050700A1 (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9336723B2 (en) 2013-02-13 2016-05-10 Apple Inc. In-cell touch for LED
US10042446B2 (en) 2013-08-13 2018-08-07 Samsung Electronics Company, Ltd. Interaction modes for object-device interactions
US9569055B2 (en) 2013-08-13 2017-02-14 Samsung Electronics Company, Ltd. Interaction sensing
KR20150081110A (ko) * 2014-01-03 2015-07-13 삼성전기주식회사 터치 패널의 터치 압력 감지 방법, 장치 및 이를 이용한 터치 센싱 장치
JP6375223B2 (ja) * 2014-01-31 2018-08-15 株式会社ジャパンディスプレイ Display device with sensor and driving method thereof
TWI554931B (zh) * 2014-03-18 2016-10-21 Japan Display Inc A display device with a sensor
US9836165B2 (en) * 2014-05-16 2017-12-05 Apple Inc. Integrated silicon-OLED display and touch sensor panel
US10289251B2 (en) 2014-06-27 2019-05-14 Apple Inc. Reducing floating ground effects in pixelated self-capacitance touch screens
KR101648571B1 (ko) * 2014-07-16 2016-08-18 엘지디스플레이 주식회사 인 셀 터치 타입의 표시장치
US9886158B2 (en) * 2014-07-30 2018-02-06 Boe Technology Group Co., Ltd. In-cell electromagnetic touch display panel and display device
CN105334994A (zh) * 2014-08-06 2016-02-17 上海和辉光电有限公司 一种oled触控显示面板
US10705658B2 (en) 2014-09-22 2020-07-07 Apple Inc. Ungrounded user signal compensation for pixelated self-capacitance touch sensor panel
US10289229B2 (en) * 2014-10-13 2019-05-14 Shanghai Tianma AM-OLED Co., Ltd. Touch panel with reduced electromagnetic interference
EP3213173A4 (en) 2014-10-27 2018-06-06 Apple Inc. Pixelated self-capacitance water rejection
CN104298411B (zh) * 2014-10-30 2017-11-17 上海天马微电子有限公司 触控基板、触控屏、触控显示面板及触控显示装置
TWI528258B (zh) * 2014-11-07 2016-04-01 速博思股份有限公司 Mutual capacitance in-cell touch display panel device with high sensing sensitivity
WO2016126525A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-11 Apple Inc. Flexible self-capacitance and mutual capacitance touch sensing system architecture
KR101602842B1 (ko) * 2015-03-05 2016-03-11 주식회사 지2터치 정전식 터치 신호 검출 장치 및 방법
US10488992B2 (en) 2015-03-10 2019-11-26 Apple Inc. Multi-chip touch architecture for scalability
CN106017747A (zh) * 2015-03-25 2016-10-12 松下知识产权经营株式会社 感压传感器
TWI591525B (zh) * 2015-04-27 2017-07-11 瑞鼎科技股份有限公司 In-line touch panel
KR20170024717A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 삼성전자주식회사 디스플레이 구동 모듈 및 구동 방법과 이를 지원하는 전자 장치
CN105138988B (zh) 2015-08-26 2020-02-21 京东方科技集团股份有限公司 互容式指纹识别器件及制备方法、显示面板及显示设备
CN106502443B (zh) * 2015-09-08 2019-03-08 和鑫光电股份有限公司 触控元件与触控显示模块
US20170090615A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Synaptics Incorporated Two-dimensional absolute capacitance sensing using electrode guarding techniques
US10365773B2 (en) 2015-09-30 2019-07-30 Apple Inc. Flexible scan plan using coarse mutual capacitance and fully-guarded measurements
US9882746B2 (en) 2015-12-29 2018-01-30 Synaptics Incorporated Timing-controller-controlled power modes in touch-enabled source drivers
KR20170140460A (ko) * 2016-06-10 2017-12-21 삼성디스플레이 주식회사 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
CN105976748A (zh) * 2016-07-01 2016-09-28 武汉华星光电技术有限公司 显示面板驱动装置及显示装置
TWI588710B (zh) * 2016-07-05 2017-06-21 速博思股份有限公司 Embedded touch display device with transparent grid touch electrodes
AU2017208277B2 (en) 2016-09-06 2018-12-20 Apple Inc. Back of cover touch sensors
US10541280B1 (en) 2016-09-16 2020-01-21 Apple Inc. OLED based touch sensing and user identification
US10467952B2 (en) * 2016-10-12 2019-11-05 Shaoher Pan Integrated light-emitting diode arrays for displays
CN109997102A (zh) * 2016-11-24 2019-07-09 夏普株式会社 触摸面板内置显示器
KR20180066667A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 엘지디스플레이 주식회사 전자 기기
US20180181251A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Synaptics Incorporated Capacitive sensing active electromagnetic emission cancellation
US10445048B2 (en) 2016-12-30 2019-10-15 Shaoher Pan Larger displays formed by multiple integrated LED array micro-displays
CN106598346A (zh) * 2017-01-03 2017-04-26 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示面板及显示装置
TWI634467B (zh) * 2017-02-22 2018-09-01 敦泰電子有限公司 Touch display integrated driving circuit and touch display device using same
US20180308902A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Superc-Touch Corporation Oled touch display device
US10386965B2 (en) 2017-04-20 2019-08-20 Apple Inc. Finger tracking in wet environment
US10120476B1 (en) * 2017-05-07 2018-11-06 Superc-Touch Corporation Self-capacitance organic light emitting touch display apparatus
US10268298B2 (en) * 2017-05-07 2019-04-23 Superc-Touch Corporation Mutual-capacitance touch apparatus and highly sensitive mutual-capacitance touch sensing method for the same
US10268297B2 (en) * 2017-05-07 2019-04-23 Superc-Touch Corporation Mutual-capacitance organic light emitting touch display apparatus
US10318084B2 (en) * 2017-09-18 2019-06-11 Synaptics Incorporated Methods and systems for matrix electrode arrays
US10461744B2 (en) * 2017-09-21 2019-10-29 Google Llc Proximity sensor connection mechanism
KR20190064968A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 삼성전자주식회사 터치-지문 복합 센서와 그 동작방법 및 터치-지문 복합 센서를 포함하는 전자 장치
US10761659B2 (en) * 2018-03-09 2020-09-01 Synaptics Incorporated Mitigating electromagnetic emissions from sensor electrodes
US10437402B1 (en) 2018-03-27 2019-10-08 Shaoher Pan Integrated light-emitting pixel arrays based devices by bonding
US10325894B1 (en) 2018-04-17 2019-06-18 Shaoher Pan Integrated multi-color light-emitting pixel arrays based devices by bonding
US10725597B2 (en) * 2018-07-23 2020-07-28 Superc-Touch Corporation Hovering and touch sensing apparatus with enhanced sensitivity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097976A1 (en) 2004-11-08 2006-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and driving device thereof
US20100014222A1 (en) 2008-07-16 2010-01-21 Prime View International Co., Ltd. Pin definition layout of electronic paper display screen
EP2280483A1 (en) 2005-06-03 2011-02-02 Synaptics, Incorporated Methods and systems for shielding a charge transfer capacitance sensor for proximity detection
US8514185B2 (en) 2006-07-06 2013-08-20 Apple Inc. Mutual capacitance touch sensing device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129935B2 (en) 2003-06-02 2006-10-31 Synaptics Incorporated Sensor patterns for a capacitive sensing apparatus
JP3998014B2 (ja) * 2004-09-29 2007-10-24 セイコーエプソン株式会社 半導体装置、実装構造体、電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器
US8040326B2 (en) 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
US8749496B2 (en) 2008-12-05 2014-06-10 Apple Inc. Integrated touch panel for a TFT display
US8922521B2 (en) 2009-02-02 2014-12-30 Apple Inc. Switching circuitry for touch sensitive display
US8507811B2 (en) * 2009-02-02 2013-08-13 Apple Inc. Touch sensor panels with reduced static capacitance
US8760412B2 (en) 2009-02-02 2014-06-24 Apple Inc. Dual configuration for display data lines
US8537126B2 (en) 2009-04-06 2013-09-17 Apple Inc. Integrated touch sensitive display gate driver
JP5203293B2 (ja) * 2009-05-21 2013-06-05 株式会社ジャパンディスプレイウェスト Display device and electronic device
CN101943961B (zh) 2009-07-08 2014-08-20 新励科技(深圳)有限公司 一种触控式平板显示器的驱动实现
US8390582B2 (en) 2009-08-25 2013-03-05 Apple Inc. Integrated touch screen
KR20120014808A (ko) 2010-08-10 2012-02-20 엘지디스플레이 주식회사 LCD including touch sensor, driving method thereof and manufacturing method thereof
US8593450B2 (en) * 2010-12-22 2013-11-26 Apple Inc. Relay driving of conductive segments in displays
EP2492784A3 (en) 2011-02-25 2013-07-24 LG Display Co., Ltd. Touch sensor integrated display device
US8970545B2 (en) 2011-07-13 2015-03-03 Synaptics Incorporated Trace shielding for input devices
KR101537435B1 (ko) * 2011-12-13 2015-07-16 엘지디스플레이 주식회사 터치센서를 가지는 표시장치 및 그 구동방법
KR101330320B1 (ko) 2012-02-20 2013-11-14 엘지디스플레이 주식회사 Touch screen integrated display device and driving method thereof
KR101315227B1 (ko) 2012-05-30 2013-10-07 엘지디스플레이 주식회사 Touch screen integrated display device and driving method thereof
JP6032794B2 (ja) * 2012-06-08 2016-11-30 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
US20140184313A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Kai-Chu Chuang Touch sensing device and a programmable controller thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097976A1 (en) 2004-11-08 2006-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and driving device thereof
EP2280483A1 (en) 2005-06-03 2011-02-02 Synaptics, Incorporated Methods and systems for shielding a charge transfer capacitance sensor for proximity detection
US8514185B2 (en) 2006-07-06 2013-08-20 Apple Inc. Mutual capacitance touch sensing device
US20100014222A1 (en) 2008-07-16 2010-01-21 Prime View International Co., Ltd. Pin definition layout of electronic paper display screen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015050700A1 (en) 2015-04-09
US20160195961A1 (en) 2016-07-07
CN105723307B (zh) 2019-04-30
JP2016535882A (ja) 2016-11-17
CN105723307A (zh) 2016-06-29
US20180004327A1 (en) 2018-01-04
US20150091849A1 (en) 2015-04-02
KR20160064212A (ko) 2016-06-07
US9791990B2 (en) 2017-10-17
JP6484227B2 (ja) 2019-03-13
CN110069160A (zh) 2019-07-30
US10067626B2 (en) 2018-09-04
US9298299B2 (en) 2016-03-29
KR20200103123A (ko) 2020-09-01
JP2019117636A (ja) 2019-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9880209B2 (en) Capacitive sensing on large touch screens
US9652072B2 (en) Full in-cell sensor
CN105556446B (zh) 使用矩阵电极图案的电容性感测
US10795509B2 (en) Force sensing within display stack
JP6336604B2 (ja) Modulated power supply for reducing parasitic capacitance
US9400583B2 (en) Sensor electrode routing for an integrated device
KR102134490B1 (ko) 단일층 용량성 이미징 센서들
US9977549B2 (en) Single substrate touch sensor
CN106610747B (zh) 一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置
JP5710837B2 (ja) Touch and display device with integrated sensor controller
US9760212B2 (en) Matrix sensor for image touch sensing
US10564775B2 (en) Method and apparatus for improved input sensing using a display processor reference signal
US9753570B2 (en) Combined capacitive sensing
US9547031B2 (en) Flipped cell sensor pattern
JP6525536B2 (ja) Display protection technology
US8907921B2 (en) Interference sensing within a display device with an integrated sensing device
US8410795B1 (en) Serpentine touch sensor pattern
US9632638B2 (en) Device and method for force and proximity sensing employing an intermediate shield electrode layer
CN106325589B (zh) 输入装置的传感器焊盘和显示驱动器焊盘的排列
CN105723307B (zh) 用于电容性感测装置的多传感器触摸集成显示驱动器配置
US10534485B2 (en) Display device having an integrated sensing device with improved proximity sensing
US10540043B2 (en) Hybrid in-cell sensor topology
KR101606015B1 (ko) 전압 구배에 기초한 입력 장치
US9176621B2 (en) Flexible timing and multiplexing for a display device comprising an integrated capacitive sensing device
US8766950B1 (en) Modulated power supply for reduced parasitic capacitance

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right